汽车轻量化技术

汽车新技术概论 课程论文

良方。因为油价的不断上升和对于环境保护的日益关注，几乎全世界的消费者都开始倾向于购买小排量的车型。 4.先进特种成形工艺的应用 4.1 变截面版技术

在车身上应用的变截面板有激光拼焊板(TWB), 连续变截面板( TRB ) 和搭接板( PB )。

激光拼焊板是将几块不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材焊接成一块整体板，以满足零部件对材料性能的不同要求，也可以把相同材质的等厚材料焊接到一起冲压，以提高材料利用率。与传统点焊工艺的产品相比，激光拼焊板最显著的优点是减少了零件数量和材料消耗，降低了整车重量，简化了装配工艺，因而得到了越来越广泛的应用。目前，由拼焊板生产的汽车零部件主要有前后车门内板、前后纵梁、侧围、底板、车门内侧的A、B、C 立柱、轮罩、尾门内板等。

TRB 是通过计算机实时控制和调整轧辊的间距, 以获取沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板材。与TWB相比, TRB成型性能更佳, 有连续、光滑的表面, 可作车身外覆盖件。但受设备的限制,连续变截面板厚度变化有局限, 而且不能把不同材料轧在一起。因此目前激光焊接板应用更广,将来连续变截面板的应用也会越来越多。 PB是指将两块钢板先搭接在一起然后一起放入模型进行冲压成型的工艺。目前在某车型的门槛加强板上也得到应用。如图4所示。这样使车身具有更好的碰撞安全性, 同时还节省了使两个零件连接的焊接工序。

图4 某车型门槛加强板处的搭接板 4.2 液压和气压成形技术

液压成形技术是把管状或板状材料放在密封的模具中，再把流体介质（水、油等）引入管件的内腔或板件与模具的内腔，增加液体压力，使工件在常温下变形，经过膨胀、

压缩和成形三个阶段，最终成为所需零部件形状的成形方法。使用液压成形方式制造的零件，成型后的回弹少、精度高，因此可以节省后续所需的加工以及组装费用。同时，使用液压成形的加工方法，可将原来需要分割成数个零件组合的部件，用单一的零件代替，减少了零件组合的工作，同时增加车体的刚性，从而达到减轻重量、降低成本的目的。典型的液压成形汽车零部件有T 形接头、发动机支架，排放系统与后桥部件，各种结构件。

气体热成形是正在研究的一项金属成形新技术，它适用于钢、铝合金、镁合金等金属管材、板材，尤其是高强度钢管件的成形。同液压成形相比，气体热成形所需的成形压力仅为液压成形的1／30；由于改善了材料成形性能，从而可生产形状更为复杂的零件；同时，设备投资和能源消耗也远低于液压成形。上述优点使气体热成形有望成为车身、底盘构件的新一代成形工艺。 4.3 热压成型技术

将钢板被加热到奥氏体温度区间（约900℃）进行热冲压，同时在冲模内对冲压件快速冷却（淬火），可制造抗拉强度达到1400MPa 以上的部件。

热压成型的技术优势包括：

①具有高的强度且具备良好的延展性，从而可适当降低零件的厚度，有效的减轻零件重量，达到减重目的；

②具有高的尺寸精度； ③降低压机的吨位；

④能够提高整车的碰撞性能。

图5 某车型热成型零件分布

(深色部分为热成型零件)

5结语

车身轻量化技术是轻质材料、结构优化

5

汽车新技术概论 课程论文

设计和先进的成形技术的集成。由于近年来新材料研究的迅速发展, 轻质材料的种类越来越繁多,但是高强度钢仍是目前最主要的应用的轻质材料。结构优化设计则是借用CAE的计算机技术,不断采用更高效的算法技术，设计出更加创新的轻量化结构。而通过先进制造工艺实现轻量化, 要求厂家具有很高的制造工艺水平,因此在国外欧美汽车制造厂和国内合资厂运用较多。在强大的国外汽车行业竞争力下，中国必须积极的做好准备，集成全国的轻量化技术成果，自主开发，突破瓶颈，使中国汽车工业再创一个台阶！ 参考文献

[1]王光勇，王刚，高强度钢在汽车轻量化中的应用[J]，汽车工艺与材料,2011,(1):2-3 [2]牛胜福，李炜，汽车轻量化技术[J],上海汽车，2009,(09):36-37

[3]江漫清，吴亚良，CAD/CAE在汽车结构设计上的应用[J],上海汽车，1998,(10):22-23 [4]崔礼春，熊飞，汽车轻量化行业动态[N]，汽车轻量化技术简报，2011,(8):2-3

[5]李传博，谢然，郭琳，汽车结构的轻量化设计方法综述[J]，价值工程,1006-4311（2012）19-0029-03

[6]司乃钧，舒庆，热成形技术基础[M],高等教育出版社，2009,(1):99,199-205

6