汽车轻量化技术与新材料运用分析

于琦

（中国人民解放军陆军军事交通学院 300161)

汽车轻量化是实施节能减排最关键的措施，对汽车工业当中的可持续发展起到的作用有着非常关键的意义[1]。当前，汽车轻量化材料在汽车制造当中的使用非常广泛，对于轻量化技术的实现主要依靠轻量化材料的应用和当前最先进的技术，不但能够减少排放，还可将成本降低，对车身的耐久性以及安全性进行提升[2]。

1 汽车轻量化发展的现状

1.1 高强度钢板的应用

对于高强度钢板的应用，其优势为将钢板减薄、减少车身的质量，并且不会减少安全性。不管是成本还是性能，对于高强度钢板的使用，都可极大的满足车身的轻量化要求，是将碰撞安全性进行提升的重要材料。

1.2 铝合金的应用

铝合金为一种轻质金属，是实现轻量化的理想材料，使用量和样式也在逐步增加，未来很有可能将钢板替代成为汽车车身使用的重要材料。

1.3 热塑性塑料的应用

对于该项材料的应用，当前主要是应用在汽车的后尾门，如雷诺汽车的后尾门。与钢材料制作而成的后尾门相比，其质量减轻了10%，对于感知度的提升有明显的效果，其注塑以及工艺的组装非常简单，成本也有所减少。

1.4 复合材料的应用

复合材料为2种或者多种材料构成的，其综合性能比原组成更有优势，能够满足汽车制作的很多需求[1]。其中，碳纤维符合材料因为质量比较轻，强度比较高，耐热性非常强等特征，是绝佳的轻量化材料。

2 热压成形技术

热压成形技术为专门应用在高强度钢压板冲压件成形的一种新型技术，利用这种方式获得的冲压强度可实现1 500 MPa以上，借助该项优势在国外的应用已经非常普及，发展非常迅速。热成型件可将自身的安全性以及舒适性提升，将车身的质量减轻并能够对回弹进行控制，有益于将零件尺寸的精度提升[2]。当前，对于该材料的使用广泛应用在了A、B柱、前纵梁以及铰链加强板等重要的零部件。

3 车身结构优化设计

3.1 车身结构优化设计

为了有效实现车身的刚度、强度以及疲劳强度分析等，要与参数反演技术、多目标优化以及不确定性优化技术进行结合现代技术，要对车身基本特征参数进行匹配和关键技术的优化，为优化结构设计提供了强有力的支持。车辆轻量化结构的相关设计，涵盖了很多强量化材料和零部件的分块优化以及结构设计，有些车型在结构上应用了辊压成型等相关的技术工艺，可有效将零部件的数量减少，使工序更少、成本更低，在保障车身质量没有任何改变的情况下，实现轻量化的目标。

3.2 CAD/CAE/CAM的应用

在当前的汽车工业当中，CAD/CAE/CAM的使用对于一体化技术有着非常重要的意义，包括了在设计汽车和制造汽车的每项步骤，对于这些技术的使用可以有效实现轻量化汽车的制造和设计。

此外，一体化技术的应用可以精准的对车身实体结构以及布局进行设计，对每个构件的开头配置，板材厚度的变化有了非常详细的分析，并在数据库中将系统直接生成的数据提取出来，以便对工程的刚度以及强度进行分析。针对轻质材料零部件的应用，可以进行强化分析以及运动干涉的详细分析，从而使材料的应用能够更加符合设计的各项要求。利用对车身、底盘、动力传动系统等相关零部件加工技术的整体研发，促进了汽车制造节能环保工作的实现。

4 结束语

总之，汽车轻量化技术的发展以及对新材料的应用，使汽车制造业在成形加工技术以及连接技术上的突破和创新。在轻量化技术全面发展的同时，材料的应用、工艺以及设计等层面也有了全面的成熟和进步。针对当前的产品、工艺以及材料的设计混合结构，简单来说便是同一个总成零件可以有不同的材料组成，实现了材料和零件功能的有效组合，可以成为未来汽车设计的重要方向。

[1]孙冠男.汽车轻量化技术[J].汽车工程师,2017(07):14-15.

[2]武万斌,年雪山.汽车轻量化技术发展趋势[J].汽车工程师,2017(01):15-17.