實(shí)踐先鋒——長(zhǎng)安汽車(chē)輕量化紀(jì)事
北汽與吉利汽車(chē)對(duì)于汽車(chē)輕量化的研究我們已經(jīng)有所了解,作為中國(guó)四大汽車(chē)OEM之一的長(zhǎng)安汽車(chē),其汽車(chē)輕量化是怎樣的水平呢。今天我們一起來(lái)看看。
技術(shù)規(guī)劃
1
輕量化目標(biāo)
如圖1,長(zhǎng)安汽車(chē)前期規(guī)劃的減重目標(biāo)為到2020年比基礎(chǔ)車(chē)型整備質(zhì)量降低100kg。前期規(guī)劃,通過(guò)輕質(zhì)合金減重35%、塑料車(chē)身應(yīng)用減重20%、結(jié)構(gòu)優(yōu)化減重30%以及熱成形等新工藝的應(yīng)用減重15%。
圖1
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安研究總院先期技術(shù)研究所
長(zhǎng)安汽車(chē)近十年所銷(xiāo)售的20款車(chē)型的整備質(zhì)量變化情況如下圖2所示。從車(chē)型的更新迭代來(lái)看,新車(chē)型的整備質(zhì)量并沒(méi)有隨著時(shí)間呈減小的趨勢(shì)。
圖2
數(shù)據(jù)源自網(wǎng)絡(luò)由紐北統(tǒng)計(jì)
2
技術(shù)路徑
近年來(lái),長(zhǎng)安汽車(chē)就業(yè)內(nèi)汽車(chē)輕量化的技術(shù)路徑做出各種嘗試,具體包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面,鋁鎂合金、碳纖維等輕質(zhì)材料方面,熱沖壓成形、輥壓成形等先進(jìn)工藝方面等,如圖3所示。
圖3
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安-劉波
通過(guò)成立相關(guān)的項(xiàng)目組,并以輕量化流程為保障機(jī)制,指導(dǎo)汽車(chē)輕量化的具體工作。同時(shí),運(yùn)用輕量化評(píng)價(jià)參數(shù)來(lái)對(duì)具體項(xiàng)目進(jìn)行輕量化的目標(biāo)確認(rèn)。長(zhǎng)安輕量化開(kāi)展思路如圖4所示。
圖4
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安研究總院先期技術(shù)研究所
3
研究與應(yīng)用重點(diǎn)
長(zhǎng)安汽車(chē)輕量化的研究與應(yīng)用重點(diǎn),主要有以下幾個(gè)方案:結(jié)構(gòu)優(yōu)化拓?fù)、鎂合金CCB、鎂合金輪轂、鋁合金前防撞梁、鋁合金機(jī)蓋、鋁合金前擺臂、塑料前端模塊FEM、熱成形新技術(shù)、高強(qiáng)鋼輥壓等。
圖5
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安研究總院先期技術(shù)研究所
結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面
圖6
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安研究總院先期技術(shù)研究所
長(zhǎng)安C204車(chē)型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí),將車(chē)身模型分為左側(cè)圍、右側(cè)圍發(fā)動(dòng)機(jī)艙、地板、置物板、頂蓋6個(gè)部分,如圖6所示。
1
總體思路
車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化的總體思路為:傳力路徑優(yōu)化→梁系結(jié)構(gòu)搭建→關(guān)鍵接頭、斷面優(yōu)選→局部?jī)?yōu)化(梁系位置、幾何尺寸、優(yōu)化起筋),KO-SC階段以較小的重量代價(jià)尋找較優(yōu)的梁系架構(gòu)方案,達(dá)成性能目標(biāo);SC-OD階段,尺寸、厚度等參數(shù)的精益化設(shè)計(jì)優(yōu)化,尋找結(jié)構(gòu)-性能-重量的最佳平衡點(diǎn)。
圖7
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安-邱忠財(cái)
采用參數(shù)化設(shè)計(jì)優(yōu)化思路,遵循兩步優(yōu)化法,第一使性能達(dá)標(biāo)并可控,第二精確控制性能與重量目標(biāo)。長(zhǎng)安汽車(chē)采用的車(chē)身參數(shù)化設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體過(guò)程如圖8所示。
圖8
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安-邱忠財(cái)
2
設(shè)計(jì)流程
以重量為優(yōu)化目標(biāo)的整車(chē)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,分為正向流程與逆向流程,如圖9所示。
圖9
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安-劉波
3
結(jié)果展示
結(jié)合經(jīng)驗(yàn)及科學(xué)的優(yōu)化算法,使拓?fù)、梁系及?xì)節(jié)方案都具有較高的性重比、性?xún)r(jià)比及輕量化水平。某轎車(chē)采用多目標(biāo)優(yōu)化手段,共定義了50幾個(gè)幾何形狀與梁系位置邊梁,47個(gè)材料厚度變量,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),最終,整車(chē)減重12kg,模態(tài)、彎扭剛度性能均提升。如圖10所示。
圖10
圖片來(lái)源于長(zhǎng)安-邱忠財(cái)
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