試述輕量化技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用

楊陽(yáng)

摘 要：隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)普及到了人民的生活中，汽車的普及在為人民生活帶來(lái)便利的同時(shí)，尾氣的排放及燃油對(duì)能源及環(huán)境造成了一定的問(wèn)題，將輕量化技術(shù)應(yīng)用到汽車工程中十分必要。因此，本文主要對(duì)輕量化技術(shù)概述、輕量化技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用、輕量化材料的應(yīng)用及制造工藝的應(yīng)用進(jìn)行闡述，最后對(duì)輕量化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展?jié)摿M(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：輕量化技術(shù)；汽車；應(yīng)用

當(dāng)今社會(huì)，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)及各項(xiàng)建設(shè)的核心思想，這也是行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)桿，各行各業(yè)在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，也要以可持續(xù)以可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想為核心理念，作為對(duì)能源消耗量較大，對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重的工程，汽車工程必須要得到一定的規(guī)范，這是保證社會(huì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)，因此，有必要加大力度提高輕量化技術(shù)的應(yīng)用水平，為我國(guó)環(huán)境以及能源問(wèn)題的解決提供更大的價(jià)值。

1輕量化技術(shù)概述

總的來(lái)說(shuō)，汽車工程中的輕量化技術(shù)主要體現(xiàn)在以下方面：首先，合理設(shè)計(jì)汽車結(jié)構(gòu)是輕量化技術(shù)的主要體現(xiàn)，汽車結(jié)構(gòu)的不合理會(huì)在很大程度上增加汽車的重量以及對(duì)于各項(xiàng)材料的使用量，合理設(shè)置汽車結(jié)構(gòu)則能夠有效的避免這一問(wèn)題的發(fā)生。目前，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，我國(guó)常采用優(yōu)化并排焊點(diǎn)“加強(qiáng)筋”減重孔等方式來(lái)達(dá)到輕量化目的，目前國(guó)內(nèi)汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已從最初僅依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)逐漸發(fā)展到應(yīng)用有限元等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法上來(lái)。其次，選擇輕量化材料是輕量化技術(shù)在汽車工程中的另外一點(diǎn)體現(xiàn)在汽車的制造過(guò)程中，為了使其重量能夠得到有效縮減，有必要使用本身質(zhì)量較輕的材料，但需要注意的是，對(duì)這種材料的選擇一定要在保證其施工性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。在輕量化材料使用上，鋁鎂合金“塑料”復(fù)合材料等材料的運(yùn)用進(jìn)一步降低了汽車的質(zhì)量。最后，在制造工藝方面，成形方法和聯(lián)接技術(shù)不斷創(chuàng)新，如柔性化板材輥軋“剪拼焊接工藝技術(shù)”薄壁制造技術(shù)等，大大減輕了整車的重量。

2輕量化技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，其重要性是不言而喻的，其直接關(guān)系到汽車應(yīng)用的實(shí)效性價(jià)值，尤其是對(duì)于汽車使用人員的舒適度以及安全度來(lái)說(shuō)關(guān)系密切。基于這種現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，其涉及到的內(nèi)容和需要關(guān)注到的要點(diǎn)是比較多的，因此，這也就需要在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中做好協(xié)調(diào)工作，保障汽車內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)組成部分都能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用效果，這也就無(wú)形中對(duì)于現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度進(jìn)行了提升，必須要從設(shè)計(jì)手段和方法上進(jìn)行創(chuàng)新，僅僅依靠傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法很難達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果。當(dāng)前汽車工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作采用有限元等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠發(fā)揮出較強(qiáng)的作用價(jià)值，并且在具體的技術(shù)手段上，同樣也可以借助于CAD或者CAE技術(shù)進(jìn)行分析落實(shí)，能夠有效提升其材料的節(jié)約應(yīng)用效果，并且避免出現(xiàn)影響安全性和力學(xué)穩(wěn)定性的問(wèn)題。

2.2輕量化材料的應(yīng)用

輕質(zhì)材料技術(shù)的應(yīng)用大大減輕了汽車整車的重量，高強(qiáng)度鋼在抗碰撞性能“成本”工藝可行性方面具有較大優(yōu)勢(shì)，能改善汽車的安全和碰撞性能，減薄部件厚度"降低自身重量，還可提高零部件表面的抗凹陷性和抗破壞能力。既能降低油耗還可提高安全性能，鋁鎂合金因其質(zhì)量輕“比強(qiáng)度高”塑性好及易成型等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車車身"底盤零部件等部位，隨著材料及成型技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。工程塑料和玻璃增強(qiáng)材料具有密度小、成型性好、耐腐蝕、隔振、隔音、隔熱，普遍應(yīng)用于汽車的內(nèi)外飾件上。精密陶瓷材料是繼金屬和塑料發(fā)展起來(lái)的第三大類材料，具有良好的力學(xué)和化學(xué)性能，目前在飛機(jī)上應(yīng)用較廣汽車上應(yīng)用并不多，但隨著研究的不斷深入未來(lái)將得到廣泛應(yīng)用。

2.3制造工藝的應(yīng)用

為了達(dá)到進(jìn)一步減輕質(zhì)量及降低成本的目的，除了開(kāi)發(fā)高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金材料外，還開(kāi)發(fā)了一系列適應(yīng)于這些材料的制造工藝，如激光焊接、液壓成型、半固態(tài)金屬加工、注射成型和噴射成型技術(shù)等。激光焊接工藝采用各種復(fù)合板進(jìn)行拼焊，改善了零部件的使用性能，降低了汽車自身重量，提高了汽車結(jié)構(gòu)可靠性及安全性能。液壓成型工藝是將待加工管件或板料置于密閉模具中，通過(guò)流體介質(zhì)使管件或板料在模具中變形成型，該工藝取代了傳統(tǒng)的加工模式，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，降低了汽車重量和成本，廣泛應(yīng)用于汽車零部件如排氣系統(tǒng)，后橋發(fā)動(dòng)機(jī)支架等。半固態(tài)鑄造技術(shù)是將金屬或合金材料在固態(tài)與液態(tài)溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行加工，主要分為流變鑄造和觸變鑄造兩種工藝類型，因成本較高應(yīng)用較少。噴射成型技術(shù)采用高壓惰性氣體將金屬液流霧化成大量細(xì)小的液滴，并使其沿噴嘴軸線方向高速飛行，并將其沉淀收集到具有一定形狀的接收基體上凝固成沉積坯件。

3輕量化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展?jié)摿?/p>

近年來(lái)，我國(guó)對(duì)環(huán)保安全節(jié)能方面的要求不斷提高，出臺(tái)了一系列的法規(guī)和實(shí)施方案。為此，汽車制造廠家和研究機(jī)構(gòu)都致力于研究輕量化技術(shù)，從技術(shù)成本角度分析和改善汽車材料和工藝，探索應(yīng)用新材料新工藝的可行性。同時(shí)，加快輕量化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用對(duì)提升我國(guó)汽車整體水平，行業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，振興民族工業(yè)都具有非常深遠(yuǎn)的意義。現(xiàn)階段，汽車小型化和輕量化是近中期汽車排放目標(biāo)控制的基礎(chǔ)，汽車輕量化成為新能源汽車開(kāi)發(fā)的重要課題。

總結(jié)：綜上所述，隨著當(dāng)前我國(guó)社會(huì)發(fā)展中對(duì)于環(huán)境保護(hù)以及能源節(jié)約重視程度的不斷提升，汽車工業(yè)的優(yōu)化創(chuàng)新發(fā)展必須要引起足夠的關(guān)注，這種汽車工業(yè)的優(yōu)化發(fā)展從輕量化技術(shù)應(yīng)用角度進(jìn)行探索是極為必要的。輕量化技術(shù)在汽車工程中的應(yīng)用需要圍繞著整個(gè)汽車生產(chǎn)的各個(gè)方面進(jìn)行探究，尤其是要重點(diǎn)把握好汽車生產(chǎn)所用材料、汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造生產(chǎn)工藝這三個(gè)方面，如此才能夠較好降低汽車自重，并且還能夠優(yōu)化其安全性和舒適度效果。

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