汽车车身轻量化发展方向探讨

系统阐述了汽车车身轻量化设计过程中运用的3种主要方法：在车身结构优化设计方面,详细介绍了拓扑优化、灵敏度分析和形貌及尺寸优化在车身轻量化设计中应用的步骤及方法;在先进工艺应用方面,介绍了激光拼焊板、热冲压成形技术、辊压成形技术的优缺点,以及这些先进工艺应用于车身的位置;在车身新材料应用方面,介绍了高强度钢板、铝合金、塑料及高分子复合材料、静音钢板和结构发泡材料等在车身上的应用及发展情况.以大量实例和统计数据,并通过表征车身轻量化的关键指标——车身轻量化系数验证,得出汽车车身轻量化设计的步骤及发展方向.     

轻质材料成形与连接前沿技术专题序言

汽车轻量化是提高新能源汽车续航里程的有效方法之一,已成为世界各国汽车制造企业核心竞争力的体现.为实现汽车轻量化,各类轻质高强材料,包括超高强度钢、轻质合金、纤维增强复合材料等,被广泛应用于新能源汽车的车身零部件中.     

汽车行业发展对轻质结构部件的需求与展望

随着汽车工业2.0时代的来临,汽车零部件的设计和制造正发生着巨大改变,同时对汽车轻量化的要求也进一步提升。介绍了汽车体系各子系统中主要轻质结构部件的现状和发展情况,从不同轻量化材料类型出发,介绍了各个轻质结构部件中铝合金和镁合金部件的应用情况,同时介绍了汽车轻质结构件材料的需求和研发方向。随后综述了轻质结构部件中主要的成形工艺,介绍了各类成形工艺所适用于生产何种零件,并对提高轻质材料在汽车结构件中的应用进行了展望。     

轻量化材料在车身上的应用

本文介绍了现阶段车身常用的轻量化材料种类、特性,着重阐述了铝、镁合金和高强度钢在车身上的应用,轻量化材料的连接工艺及设计中应用轻量化材料的注意事项,表明轻量化材料在车身上的应用是车身设计与开发的趋势和方向。     

汽车覆盖件抗凹性能研究进展

随着汽车轻量化和个性化的发展,汽车车身材料更多的选择铝合金等轻质材料,因此,对于汽车外覆盖件的抗凹性提出了更高和更严苛的要求。主要总结了汽车外覆盖件静态和动态抗凹性能的影响因素,以及在预测分析和评估方面的研究进展,并阐述了为满足实际应用和技术支持的需要,抗凹性测试的设备设计与测试方法的最新进展。     

“搅拌摩擦焊接”专题序言

随着我国“碳达峰、碳中和”目标的提出和节能减排环保要求的不断提高,轻质材料(如铝/镁/钛合金、复合材料等)和以轻质材料为基础的异质材料(如铝-镁、铝-铜、铝-钛、铝-钢等)轻量化构件在航空航天、轨道交通、汽车和能源电力等领域的应用迅速增长,结构轻量化和结构-功能一体化设计与制造已成为制造业的重要发展方向。焊接是轻质材料构件和异质材料结构-功能一体化构件成形制造的关键技术之一。     

商用车塑料材料应用概况及发展趋势

汽车工业的科技进步及汽车车身轻量化的进一步发展，使汽车材料构成有了明显变化。随着引进产品和技术国产化的实现，我国汽车塑料的应用得到了很大发展。汽车塑料应用逐年增加，材料的环保要求日趋严格，材料应用的环保化日趋紧迫。     

突围汽车市场

受资源和环境因素的制约，轻量、节能的零部件一直是汽车业的研究方向。高强，轻质、高性能新材料及轻量化结构设计，必然成为汽车零部件材料的最佳选择。在这种前提下，工程塑料和复合材料等非金属材料正在逐渐成为汽车及零部件原材料的新宠。与此同时，国内工程塑料与复合材料行业正在面临日益激烈的国际化竞争，面对这种局面，材料企业与汽车行业用户共同开发应用市场、整合资源．提升产品技术含量尤为重要。2007年8月3日，本刊邀请了汽车总成、设计、材料各环节代表企业高层以及中国汽车工程学会、政府部门的领导召开了“车用工程塑料及复合材料沙龙”，在沙龙上，材料企业与客户实现了零距离的沟通，产业与政府之间有了默契的设想!本期关注栏目在总结沙龙专家观点基础上，采访了产业链上的相关专家，以期为材料企业把握汽车市场做一些有益的帮助。     

汽车车身轻量化研究和创新应用

近年来,我国汽车保有量和销售量也在逐年攀升,汽车产业不断发展。当前在汽车工业发展中还面临着一些严峻的问题,包括其能源消耗、环境污染和安全性能等。将汽车自重合理减轻,可以有效降低其产生的能耗和污染,汽车厂商掌握车身轻量化也可增强自身竞争力,汽车车身轻量化是重要发展趋势,该文主要对汽车车身轻量化进行分析研究,并探究其创新应用,促进汽车车身轻量化合理实现。     

碳纤维在汽车轻量化中的应用

<正>据预测,到2020年我国汽车将突破1.5亿辆,年耗油量将突破2.5亿t。我国汽车的二氧化碳(CO2)排放量大约占总排放量10%,再加上其他有害气体和颗粒物,汽车与环境之间的矛盾也在加剧。汽车质量降低10%,燃油效率可提高约7%。因此,面对节能减排和低碳的双重压力,汽车轻量化是解决我国汽车环保方面的有效途径之一。目前,汽车轻量化主要是针对汽车结构、变速器、发动机、悬架、车身及其他附件设计,并使用轻质材料的方式实现。实现汽车轻量化,力学性能优     

面向一体化热防护的陶瓷基复合材料轻量化结构研究进展与挑战EI北大核心CSCD

高超声速飞行器技术是航空航天领域发展的重要方向,对国防安全起着重要作用。高超声速飞行器能在极端环境中安全服役的关键在于飞行器的热防护材料与结构。一方面,热防护材料与结构必须能够经受恶劣的气动热环境;另一方面,热防护材料与结构还要在承载的同时尽可能降低质量以提高飞行器有效载荷。因此,需要研发兼具耐高温、轻量化、承载特性的热防护结构。本文首先综述了C/SiC陶瓷基复合材料轻量化点阵结构及其制造方法,对其在室温、高温环境下的力学行为与传热行为的研究现状进行了总结,并具体讨论了基于C/SiC陶瓷基复合材料轻量化点阵结构的耐高温、轻量化、承载、一体化热防护结构研究进展情况。最后,在新设计理论与方法、新制造技术、服役特性、多功能一体化设计与实现四个方面对面向一体化热防护的陶瓷基复合材料轻量化结构的研究挑战进行了展望。本文为高超声速飞行器新型热防护结构的发展提供一定借鉴与思考。     

Fused Deposition Modeling for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Review

Additive Manufacturing (AM) is a game changing production technology for aerospace applications. Fused deposition modeling is one of the most widely used AM technologies and recently has gained much attention in the advancement of many products. This paper introduces an extensive review of fused deposition modeling and its application in the development of high performance unmanned aerial vehicles. The process methodology, materials, post processing, and properties of its products are discussed in details. Successful examples of using this technology for making functional, lightweight, and high endurance unmanned aerial vehicles are also highlighted. In addition, major opportunities, limitations, and outlook of fused deposition modeling are also explored. The paper shows that the emerge of fused deposition modeling as a robust technique for unmanned aerial vehicles represents a good opportunity to produce compact, strong, lightweight structures, and functional parts with embedded electronic.

     

热冲压和液压成形技术在宝钢汽车轻量化服务中的应用及发展趋势

随着汽车产业在中国的高速发展,汽车轻量化和增强安全性能已经成为汽车行业关注的两大主题,主要通过应用轻质新材料、优化汽车的结构设计、采用先进的成形工艺几种途径实现。主要介绍了热冲压和液压成形的技术原理,阐述了热冲压和液压成形汽车零部件在减重、安全方面的优势,介绍了宝钢热冲压和液压成形技术的情况,并预测了未来的发展趋势。     

Effect of contact geometry on compressive failure processes in sandwich structures

Reducing the unladen weight of road and rail vehicles as well as ships and aircraft is often a requirement. This is to increase their performance, achieve better fuel economy, reduce direct operating costs and make other improvements as new suitable lightweight materials become available. However, at the design stage, often it is also needed to assess the lightweight or other candidate materials as to their ability to absorb impact energy in the event of a crash or other major impact. Related to the use of lightweight materials in racing car bodies, the Federation International de L’Automobile (FIA) has introduced stringent methods for assessing lightweight and other structural materials particularly as to their ability to protect racing car drivers in the advent of a crash. However, this FIA assessment method requires large sheets of material and a very powerful impact facility. One aim of this study was to devise a scaled down method that was able to provide data relatable to those from the full-scale FIA evaluation. This is together with providing for varying the impact conditions to study the variability of material properties in panels. Also, this is to explore the properties of lightweight materials for other applications as to their high-energy absorption ability.     

汽车轻量化技术:铝/镁合金及其成型技术发展动态

为了推动我国汽车工业轻量化进程,文章从新材料、成型新技术、新应用三个方面对铝合金、镁合金两类轻金属材料的国内外研究动态进行了回顾,分析了两类轻金属材料在汽车工业应用的阻力,提出了我国汽车工业铝/镁合金可能的发展建议。     

轻质材料在汽车进气歧管中的应用

本文讨论了不同轻质材料在汽车进气歧管上的应用,通过对材料性能、加工工艺、主要优缺点的分析,探讨了不同材料在进气歧管中的应用前景,及新型进气歧管的未来发展趋势。     

轻质多孔材料与结构研究的最新进展(英文)

大力推进材料和装备的轻量化、减量化是实现节能减排、加快建设节约型社会的关键措施,是新世纪工程科技的发展方向。大至海洋平台、大飞机机身和动车组车体,再到日常生活中的车辆,乃至小电子散热器件等,轻量化和多功能化均成为其发展中重要一环。围绕相关特殊工况应用条件下的轻质材料与结构的设计和研究面临一系列挑战:质量轻、力学强度高、散热性能好、动力学性能和隔振、隔声性能可调等多功能要求,因此如何在现有的材料和结构基础上进一步减轻重量并获得更优良的综合性能是材料科学、固体力学、传热、声学、优化设计等诸多领域工作者面临的共同挑战。基于本课题组近5年来围绕"超轻多孔结构创新构型的多功能化基础研究"国家基础研究计划项目所开展的一系列工作,综述了国内超轻多孔材料与结构最新发展水平的研究成果,总结了具有特定或多功能化应用的这类新型轻质多孔材料多学科交叉研究的进展,包括材料制备,力学、热学和声学特性,以及无损检测及优化设计等。     

纤维素基轻质多孔材料的研究进展

目的 纤维素基轻质多孔材料具有质轻、孔隙率高、成本低等优点,被广泛应用于吸附、催化、隔热等领域,但易燃、耐水性差等缺点限制了它的应用范围。通过复合改性可以改善上述缺点,并赋予其新的特性,因此需要充分了解功能化改性方法和复合轻质多孔材料的广泛应用。方法 通过追踪国内外纤维素基轻质多孔材料的功能化改性研究和应用进展,概述纤维素基轻质多孔材料的基本性质和性能,重点分析纤维素基复合轻质多孔材料的功能化改性方法和应用,详细介绍纤维素基复合轻质多孔材料在众多领域的应用。结论 将有机或无机材料与纤维素进行复合制成轻质多孔材料,可以实现阻燃、吸附、电磁屏蔽、导电、疏水、抗菌等功能,拓宽了纤维素基轻质多孔材料在包装、医用、电池等领域的应用范围。     

Application potential of high performance steels for weight reduction and efficiency increase in commercial vehicles

The fast-growing economy and the gradually established highway system have boosted the road transportation for both passenger and cargo over the last decade in China.From 2000 to 2010 Chinese GDP increased by around10.15%annually and the sales of medium and heavy trucks by around 18.87%(sales increased from 0.2 million in 2000 to 1.3 million in 2010) according to the National Bureau of Statistics of People's Republic of China.Today commercial vehicles consume almost the same amount of fuel as passenger cars in China although the number of commercial vehicles is only about one fourth of passenger cars.It is estimated that around 50%of imported fuel to China each year will be consumed by vehicle transportation.This situation will worsen fuel shortage problems in the long run and at the same time it is partially responsible for the everworsening air pollution in China.Due to the widespread overloading in China,lightweight development in commercial vehicles has fallen far behind that of passenger cars with the consequences that Chinese commercial vehicles consume in average about 20%more fuel,especially the heavy trucks,compared to European models.Under these circumstances it is essential to reduce the vehicle fuel consumption and increase the transport efficiency.The key solution thereby is to implement lightweight design in commercial vehicles as it has been successfully practiced over the last decade in the passenger cars.This paper summarizes highlights given in presentations during the "International seminar on the application of high strength steels in light weight commercial vehicles" with the focus on the development and application of Nb alloyed high performance steels made for lightweight commercial vehicles.