一种车身轻量化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种车身轻量化设计方法，包括：制定车身材料方案，使车身材料性能与其在白车身的具体应用位置相匹配；通过灵敏度计算，筛选出灵敏度高和灵敏度低的零部件，并使车身零部件材料厚度与其在白车身的具体应用位置相匹配；根据灵敏度的高低对白车身零部件的结构进行优化，提升零部件及整车的性能；通过车身零部件的冲压工艺分析，优化成型工艺，保证材料替换方案的工程实现；对优化后的车身零部件进行CAE分析验证，若满足车辆的轻量化设计目标，则设计完成；若不满足车辆的轻量化设计目标，则重复前述步骤。本发明专利技术涵盖材料选择、结构优化、仿真计算和工艺分析，有效提升车身轻量化设计的效率，同时保障设计方案与工程实践的转化。

【技术实现步骤摘要】
一种车身轻量化设计方法
本专利技术属于车身轻量化设计
，具体涉及一种车身轻量化设计方法。
技术介绍
汽车轻量化是汽车节能、减排的重要途径之一，世界各大汽车集团已纷纷将轻量化技术升级为企业战略，以提升自身竞争力。有资料统计显示，相同动力系统下，整车质量每降低100kg，车辆每百公里燃油消耗减少0.6L，CO2排放减少5g/km，新能源车续航里程将增加20km至30km。车身是整车重量占比最大的总成，占比超过1/4，车身的轻量化还可带来底盘、动力总成等重量的螺旋式下降，对整车的轻量化至关重要。长期以来，汽车工程师对于车身材料“高强、减薄”这一轻量化技术路线一直比较明确，但车身是一个庞大系统，强度匹配、减薄位置、减薄程度、料厚变化对车身性能影响等问题尚未研究十分明确。高强度钢具有低成本、高性能和生产制造技术成熟等优点，是目前车身轻量化材料的首选。高强度钢，如双相钢和热成型钢，已经广泛应用于车身结构件、安全件，同时一些新型的高强钢材料、铝合金材料、复合材料、钢铝混合材料及其成型、连接工艺也逐渐出现，进一步拓展了车身材料的应用范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车身轻量化设计方法，特征在于：/n所述方法包括：/n步骤一：制定车身材料方案，使车身材料性能与其在白车身的具体应用位置相匹配；/n步骤二：通过灵敏度计算，筛选出灵敏度高和灵敏度低的零部件，并使车身零部件材料厚度与其在白车身的具体应用位置相匹配；/n步骤三：根据灵敏度的高低对白车身零部件的结构进行优化，以实现提升零部件及整车的性能；/n步骤四：通过车身零部件的冲压工艺分析，优化成型工艺，保证材料替换方案的工程实现；/n步骤五：对优化后的车身零部件进行CAE分析验证，若满足车辆的轻量化设计目标，则设计完成；若不满足车辆的轻量化设计目标，则重复上述步骤二至步骤四。/n

【技术特征摘要】
1.一种车身轻量化设计方法，特征在于：
所述方法包括：
步骤一：制定车身材料方案，使车身材料性能与其在白车身的具体应用位置相匹配；
步骤二：通过灵敏度计算，筛选出灵敏度高和灵敏度低的零部件，并使车身零部件材料厚度与其在白车身的具体应用位置相匹配；
步骤三：根据灵敏度的高低对白车身零部件的结构进行优化，以实现提升零部件及整车的性能；
步骤四：通过车身零部件的冲压工艺分析，优化成型工艺，保证材料替换方案的工程实现；
步骤五：对优化后的车身零部件进行CAE分析验证，若满足车辆的轻量化设计目标，则设计完成；若不满足车辆的轻量化设计目标，则重复上述步骤二至步骤四。


2.如权利要求1所述一种车身轻量化设计方法，特征在于：
所述步骤一中：
所述车身材料包括：高强钢材料、铝合金材料、复合材料或钢铝混合材料。


3.如权利要求1或2所述一种车身轻量化设计方法，特征在于：
所述步骤一中：
选择替换的车身材料时，遵循“等强度替换原则”，
所述等强度替换原则公式如下：



上述公式中：
t1为等强度下，采用替换前材料的零部件厚度；
t2为等强度下，采用替换后材料的零部件厚度；
σs1为等强度下，采用替换前材料的屈服强度；
σs2为等强度下，采用替换后材料的屈服强度。


4.如权利要求1所述一种车身轻量化设计方法，特征在于：
所述步骤二中，所述灵敏度计算包括：扭转刚度、弯曲刚度、车身模态和碰撞安全性能在内的灵敏度计算，根据所述灵敏度计算的结果，对车身零部件钣金料厚进行优化的过程包括：
建立车身有限元模型，并赋予车身零部件材料及料厚；
计算原型车的车身模态、扭转刚度、弯曲刚度和碰撞安全性能；
选择可变厚度的车身零部件料厚作为车身灵敏度分析设计变量，控制车身零部件料厚变化范围为±20％以内；
以优化后整车性能应不低于优化前性能水平为约束条件；
优化目标为白车身重量最小；
计算灵...

【专利技术属性】
技术研发人员：马廷涛，庄厚川，金科，石海鑫，陈书礼，苏阳，董笑飞，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22