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實現(xiàn)汽車輕量化通常有三種途徑:首先是結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化;其次是低密度高強度材料的應(yīng)用;第三是采用先進輕量化工藝技術(shù)。實際上,汽車輕量化與汽車整車剛度、NVH等是一對矛盾體,一方面由于環(huán)保、能源及成本的因素,需要汽車滿足輕量化目標(biāo),但是過度輕量化帶了巨大的成本增加、剛度下降等。因此,輕量化中的一個重要環(huán)節(jié)是結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化,也是可以用最低成本實現(xiàn)性能最佳,且減重效果最明顯的輕量化途徑之一。但結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化要求設(shè)計工程師必須有豐富的輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗,并且需要長期的經(jīng)驗積累及反復(fù)的驗證,也是一個正向開發(fā)的過程。而后兩種輕量化途徑在汽車輕量化設(shè)計過程中成本敏感性較大,作為大批量生產(chǎn)的汽車行業(yè),成本的敏感特性迫使眾多主機廠在使用新工藝、新材料時非常小心慎重。
在整車開發(fā)過程中,輕量化技術(shù)路線受設(shè)計車型的市場定位、工廠規(guī)劃、公司平臺化及車型開發(fā)計劃等因素的影響,在設(shè)計初期就需要進行新材料、新工藝應(yīng)用的規(guī)劃以滿足輕量化目標(biāo)的需求,即在車型設(shè)計初期就需要制定適合車型定位的輕量化技術(shù)路線,設(shè)定合理的成本與重量目標(biāo)。
輕量化材料指的是低密度、高強度,在整車上應(yīng)用后可提升單位面積承載質(zhì)量的材料,最常用的如高強鋼、輕質(zhì)合金(鋁合金、鎂合金等)、非金屬材料等。目前國際上對輕量化材料也有了相關(guān)的法規(guī)要求,如回收性能及生命周期排放要求,因此新材料的應(yīng)用不僅影響到車輛的節(jié)能減排、安全舒適等方面,而且對應(yīng)對能源危機、環(huán)?;厥盏扔兄卮笠饬x,也是汽車材料發(fā)展的主導(dǎo)方向之一。但如何選擇合適材料,在成本最低的情況下實現(xiàn)重量最小化、性能最優(yōu)化則由成本與重量關(guān)系所決定,否則可能會造成材料性能過剩或者不能充分發(fā)揮材料性能。目前國際汽車材料應(yīng)用趨勢為多種材料組合的輕量化車身,并且朝著高強化、輕質(zhì)化發(fā)展.輕量化作為實現(xiàn)節(jié)能減排,同時滿足性能要求的主要途徑,已成為汽車業(yè)關(guān)注的焦點,同時也成為各個主機廠的核心競爭力之一。
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