白车身CAE设计



白车身CAE设计

选择和应用先进的新材料来实现车辆的轻量化已经成为汽车设计的一个重要部分。对许多关于轻型车身组件和白车身结构的调查研究表明，在实现车辆轻量化的同时，提高车辆性能还有很大潜力。在保证汽车外形、安全和性能不受影响的情况下，实现车辆质量的减轻会对车身装配车间和涂装车间产生重大的改变。为了避免多种材料的使用和电化学腐蚀问题，在轻型汽车白车身设计时通常只选择一种材料，即全钢或全铝车身设计。尽管采用黑色或有色金属设计的车身结构有许多优势，但这些轻量化白车身结构在汽车工业中并未得到广泛应用。采用纯钢材设计的白车身在减轻车辆总质量方面是有限的，而采用全铝车身设计必须解决材料成本问题和满足车身的刚度要求。

钢质材料和铝质材料在多材料轻型车身结构设计中的成功应用，使得这种采用多种材料设计以实现车身结构轻量化的方法成为可能。在高强度轻质材料、制造加工工艺和CAE设计技术等方面的持续改进，给汽车工业带来了很大的机遇。如先进的高真空铝铸件技术得到了很大的发展，其已经被汽车制造商用于新产品的设计当中。

由麦格纳国际和福特汽车公司负责研发的多材料轻型车辆是美国能源部的项目。该项目展示了车辆在保证乘员安全和性能的同时，在减轻质量方面具有很大潜力。通过对所制造样车的试验测试，样车总质量减轻了364kg（即减轻23.5％）。利用1.0L 3缸发动机驱动，进而可达到环保和节省燃油的目的。该样车在结构上应用了铝铸件、铝型材和钢管等，这些结构件是通过各种粘接剂和焊接技术组装而成的。

Jeff Conklin et al. SAE 2015-01-0408.

编译：黄潭