汽车车身结构轻量化分析

（三）优化车身结构设计
优化车身结构设计是经过优化车身的结构，减少
参考文献
零部件的数量，从而减少车身的重量，其目标是在满 足原来设计性能的基础上，对车身进行结构优化，从 而达到轻量化设计的目的。这种方法不用依赖先进 的制造工艺和新型材料，比较易于实现。车身结构优 化的方法大致有两种，一种是结构尺寸优化，另外一
【关键词】 汽车；车身结构；轻量化
随着汽车的产生，汽车轻量化的研究也一直在 进行。汽车车身轻量化设计涉及到许多科学领域， 例如工业设计、材料学、生产工艺等，轻量化设计需 要将这些知识综合运用，才能实现汽车车身的轻量 化设计。汽车结构轻量化的方法有三种，即使用质 量轻的材料、使用新的制造技术和优化车身结构。
一、汽车车身轻量化研究现状 目前，使用质量轻的材料是目前最常用的方法， 主要使用一些质量相对较轻的金属或非金属材料。 新的制造技术是在传统制造技术上加以改进，从而 减轻车身重量。优化车身结构是利用软件来分析汽 车的结构设计，在满足汽车安全使用的标准前提下 来减轻车身的重量。 目前德国的奥迪对于汽车轻量化的研究比较深 入。早在 ２０ 世纪 ９０ 年代，奥迪公司就开发出一种 铝制车身的四轮跑车，由于铝的质量比较轻，所以跑 车的重量也大大降低。而 ２００２ 年开发出的奥迪 Ａ８ 采用全铝车身，车身框架的刚度和质量与其他车型 相比，具有一定优势。由于奥迪 Ａ８ 的重量较轻，在 行驶过程中更加灵活平稳。但是汽车车身的重量也 不能太轻，过度的轻量化设计会引起汽车整体性能 的下降，因此，各个研究机构都在研究如何将制造工 艺与材料性能结合起来，使在减轻车身重量时又能 够保证汽车的使用性能不受影响。 二、汽车车身轻量化的方法 汽车车身轻量化不等同与汽车车身小型化，汽 车车身小型化是将汽车的整体尺寸都缩小，而车身 轻量化是指在不改变汽车整体尺寸的同时减轻汽车 的重量，并达到减重、降耗、安全的目标。目前车身 轻量化的方法主要有三种，分别为使用轻质的材料、 采用新的制造技术和优化车身结构。 （一）使用轻质材料
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在 ２０１３ 年投资 １２０ 万元建设了四个一体化教室（或 称实训室），即发动机原理一体化教室、电控发动机 一体化教室、汽车电器一体化教室、自动变速器一体 化教室。一 体 化 教 学 已 成 为 国 内 外 流 行 的 教 学 模 式，将部分专业课采用一体化教学模式，使学生在学 理论的同时，就能实践，课堂上就做到了理论联系实 际，一边学习一边操作，这将会大大提高学生的动手 能力。２０１４ 年又建了汽车服务工程仿真实验室，投 资 ３０ 万元，对部分专业课程采用仿真教学，以全面 提高教学质量。
完善制度建设，有效规范教学管理，加强学风建 设，全面提升学生素质也是提高汽车服务工程专业 教学质量的重要措施。
参考文献
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［２ ］ 谢安邦．中国高 等 教 育 研 究 新 进 展 ［Ｍ］．上 海：华 东 师 范 大 学出版社，２００８ ．
根据应用型人才实践能力培养的要求，结合学 科和专业发展及人才培养的新特点，构建了校内实
践与校外实习结合的分层分级实践教学体系，按照 认识企业、分课程实验、综合模拟实验、创新创业实 验分层次安排独立实践课程，课程实践又分为单项 性实验、课程综合性实验、设计性实验几个级别，全 面提高学生的综合素质。
强化理论与实践纵向双主干，使学生四年大学 教育阶段实践教学不断线。为了解决实践教学内容 不连贯、知识支离破碎难以与实际工作融合的问题， 建立以模拟企业为中心的实践教学内容，以高度仿 真的企业情景设计课程综合实验环节，提高了学生 的综合素质。
（二）加强校内外实训基地建设，深入探索产学 研有机结合的新思路
为了坚持走产学结合的新型办学道路，先后与 １８ 家知名企业签订了校外实习、实训基地协议书， 依托学院综合优势，以人才培养为天职，以服务社会 为己任，源源不断地为国家输送高素质人才，已成为 河北省培养高水平汽车技术人才的重要基地。
（三）整合实践教学的内容，形成系统性的实践 教学体系
作者单位：河北中兴汽车制造有限公司 河北 保定 ０７ １０００
用于汽车制造的轻质材料主要有铝、塑料、碳纤 维复合材料、玻璃纤维和钛等。随着材料科学的不 断发展，新型材料不断用于汽车制造业，如有汽车车 身内有色合金的使用比例不断增加，有色合金的使 用会大大降低汽车车身的重量，而随着汽车车身轻 量化研究的不断进行，有色合金的使用比例还会不 断增加。铝的质量仅为钢的三分之一，铝合金是在 汽车上使用最广泛的材料。钛不仅密度小，还具有 强度高，耐腐蚀优点，是用于汽车制造的理想材料， 但由于钛的价格太贵，因此不能广泛使用。但是钛 的优良性能对于汽车车身轻量化设计还是具有重要 作用，所以钛的复合材料的研究成为研究者研究的 热点。
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［３ ］ 孙宏图．考虑碰撞安全性的汽车车身轻量化设计［Ｊ］．机械科 学
种是拓扑优化，在具体的操作过程中要综合应用，以
与设计，２０１０，３（１０）：３ห้องสมุดไป่ตู้ －３８．
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
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达到轻量化设计的目的。
点，但是由于在制造过程中对于原料的传输具有较高
三、结语
的要求，所以在实际生产中使用较少。
汽车车身重量减轻，可以减少汽车在行驶过程中
喷射成型技术是一种全新的加工工艺，它使金属 所需要耗费的能量，提高燃油的利用率，并且还能减
（二）采用新的制造技术 由于制造工艺的不断革新，在制造技术方面出 现了一些方法对于车身轻量化设计具有一定帮助。 这些技术主要有激光焊接、液压成型、半固态金属加 工和喷射成型技术。 早在 ２０ 世纪 ９０ 年代，激光焊接技术就已存在， 并得到广泛的应用。在拼接汽车零件时使用激光焊 接技术，不仅可以降低车身的重量，还能够改善汽车 零件的使用性能。由于激光焊接技术能够减少材料 的损耗，零件连接处比较牢固，可以减少加固零件的 使用，能够提高车身的整体性和稳定性。 液压成形 技 术 是 目 前 广 泛 使 用 的 汽 车 制 造 工 艺，是比较先进的制造技术。这种技术是将成型的 材料放入一个密闭的模具中，在管件内部引入流体 介质，通过调节流体的压力来使材料变形，从而获得 汽车部件的形状。与传统技术相比，这种技术能够 有效减少汽车部件的重量，因而得到广泛的使用。 半固态金属加工技术是在加工汽车时使金属材 料处在半固的状态，这个状态中金属材料是固液共 存的。这种技术具有消耗少、成本低、工艺简单的特 （下转第 ３０ 页）
的液体雾化，形成大量细小的液滴，这些液滴随喷嘴 轻空气污染。但是过犹不及，汽车的重量还会影响到
轴向方向高速运动，在液滴未完全凝固前，将其收集 汽车的使用安全，所以，在轻量化设计的同时还要考
到具有一定形状的接受基体上进行积累，通过对整个 虑汽车的碰撞性能，以保证汽车的使用安全。所以在
过程的严密控制，可以制造出所需的汽车零部件。 设计时要全面考虑，使设计方案各方面达到最优。
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汽车车身结构轻量化分析
徐滔飞
【摘要】 目前汽车车身的重量大概占整个汽车总重量的 ３０％ ～４０％，汽车车身的重量影响着汽车燃油消耗量，所以减轻 汽车车身重量，对汽车车身结构进行轻量化分析，对于节约资源具有重要作用。基于此，本文通过对汽车轻量化设计的介绍， 总结出一些汽车车身结构轻量化的方法，希望能够对汽车的发展和资源的节约产生帮助。