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        汽車車身結構設計有前途嗎?

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        樓主
        紅葉 發表于 2015-8-28 20:11:13 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
        以后可否轉做工程機械的結構設計和CAE應力分析?或者是其它機械、鈑金、家電、電子等行業的結構設計呢?我是去的汽配廠,以后去汽車主機廠做結構也可以的吧?用CATIA和UG的。
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        沙發
        上海 發表于 2015-9-3 08:39:13 | 只看該作者
        由于世界能源的隨時枯竭與環境的日益惡化,世界各行各業都積極行動起來,根據政府的優惠政策與民眾的強烈要求,在節能、環保方面進行了高投入研發其高效節能、積極環保的產品。汽車產業首當其沖,其汽車零部件的制造,遷聯到能源、鋼材、鋁材、合金、塑料、橡膠、玻璃、化工、機械、電器、信息等各行各業,對汽車節能環保的要求,就是對其它相關行業的要求。對汽車進行輕量化結構的研究,要聯系相關行業的專業知識,進行綜合性的研究。
        一、汽車輕量化的目的
        就汽車產業而言,根據汽車產品的特點,降低油耗或提高燃油效率、減少或清潔排放對環境的污染,是節能環保研發的主要目的。從全球汽車產業來看,解決汽車節能環保問題主要采用以下三種方式:
        一是大力發展先進發動機技術,通過對傳統發動機的改良和一系列汽車電子技術的應用,來提高燃燒效率,改善燃油經濟性。
        二是大力發展新能源汽車,通過研發先進新型發動機技術和推廣使用氣體燃料、生物質燃料、煤基燃料、高效電池等動力替代傳統能源來減少汽車燃油消耗和對石油資源的依賴。
        三是大力發展汽車輕量化技術,在保障汽車安全性和其他基本性能的前提下,通過減輕汽車自身重量降低能耗來實現節能減排的目的。
        比較以上三種技術路線,在當今發動機技術提升難度日益加大、動力電池效率不高的背景下,不論對傳統燃油汽車,還是新能源汽車,汽車輕量化技術都是一項共性的基礎技術。大力發展并推進汽車輕量化技術,成為節能、減排的主導之一。
        汽車的輕量化,英文名:Lightweight of Automobile,涵義是“在保證汽車的強度和安全性能的前提下,盡可能地降低汽車的整備質量,從而提高汽車的動力性,減少燃料消耗,降低排氣污染。”
        世界節能與環境協會的研究報告指出:汽車自重每減少10%,燃油消耗可降低6%—8%,排放降低5%—6%。而燃油消耗每減少1升,CO2排放量減少2.45kg。燃油消耗量減少不僅有利于節約能源,也可有效減少污染物排放。當前,由于節能和環保的需要,汽車的輕量化已經成為世界汽車發展的潮流。
        伴隨著技術進步,制造汽車車身的材料已經不僅僅是鋼鐵了,越來越多的新材料被應用到車身的制作中。其中包括:玻璃鋼、鋁合金、碳纖維、塑料、高分子復合材料等等。這些相對于鋼鐵比重要低得多的輕質材料,為實現汽車輕量化成為了工程師們的考量選材。
        二、汽車輕量化的實施
        在實現汽車輕量化設計時,首先必須要確保其整體汽車結構達到國家的汽車安全標準,其次確保其使用性能達到或超越傳統鋼制車身的要求。汽車輕量化設計與整車的安全性是一對矛盾體,如果為了滿足各種法規的要求,保障乘員的安全,就應提高車身結構的抗彎強度、抗扭強度、側翻強度、碰撞吸能等特性;如果為了汽車的燃油經濟性、減少排放等因素考慮就應減輕車身的質量。因此汽車車身輕量化是在保證汽車整體性能不受影響、確保車身強度、剛度和模態等結構特性要求的前提下,來減輕車身質量的一種設計趨向。所以要求汽車輕量化設計要充分地從材料分析、結構力學、生產工藝、人體工程、工業設計、交通運輸、經濟效益等眾多各不相同的學科緊密地聯系在一起進行綜合性研究開發。
        汽車車身輕量化的實現,主要包括輕量化的材料使用和輕量化的結構設計,以及輕量化的制造工藝這三個方面。前者是車身輕量化的主流,即采用輕量化的金屬和非金屬材料,主要是采用高強度鋼材、鋁鎂合金、工程塑料、碳纖維、新型玻璃、陶瓷和各種復合材料;后者是利用 “以結構換強度”的結構優化設計和有限元分析等方法,通過改進汽車結構,使部件薄壁化、中空化、小型化、模塊化及復合化等以減小車身骨架、車身蒙皮等零部件的質量來達到輕量化目的。實際上兩者是緊密相連的,往往采用輕量化材料結合輕量化結構設計,在性能不降低的前提下獲得汽車車身的輕量化。 但是,一種 輕量化材料結合輕量化結構的設計方案,還需要一種優良的制造工藝來保證其完善實施。也就是說一種輕量化材料要通過一種優良的制造工藝來實現一種輕量化結構設計。因此,輕量化制造工藝顯得特別重要。
          總之,汽車輕量化的實施,還需要通過試制樣車,進行試驗,總結設計經驗,對其輕量化設計結構進行優化與完善。汽車車身輕量化設計中的結構優化包括:型材截面優化、連接工藝優化和結構拓撲優化。型材截面優化和連接工藝優化,根據材料特性、受力分析、制造工藝等實踐經驗進行設計優化。結構拓撲優化是在一定空間區域(骨架部件或結構整體)內尋求材料最合理分布的一種優化方法。它的目標是根據一定的準則,在滿足各種約束條件下,在結構上開孔、打洞,去除不必要的構件和材料,使結構在規定意義上達到最優,表現為“用材最小、剛度最大”設計。由于拓撲優化設計自由度大,所以通常用于設計初期和概念設計的階段。
        三、車身的輕量化結構設計     
        車身的輕量化設計,需要根據不同的材料選擇合適的結構形式。下面是最常用的幾種車身形式,通過分析比較,選擇不同的輕量化處理方法。   
        1)、碳纖維車身結構:
        碳纖維的密度要比鋼材低4倍左右,而強度和硬度都是鋼材的兩倍。雖然它很堅韌,但有受力向度的問題,即整體中的某些部位不太能受力,根據其材料的特點必將車身設計成一體式整體結構,這種結構設計可以營造極輕量的車身重量,但同時會有較大的發動機振蕩傳入車廂,其材料價格昂貴,手工張貼工藝效率低,報廢期后碳纖維無法回收利用。主要用于批量少的高端乘用車上。如蘭博基尼、法拉利等車上。
        2)、玻璃鋼車身結構:
        玻璃鋼材料與碳纖維一樣,呈纖維布的形狀,其制作工藝大都采用手工張貼制作工藝,它集合了碳纖維所有的缺點,車身結構只能設計成一體式整體結構,由于其強度遠低于碳纖維,一般只用汽車的零部件、外蒙皮等附件上。大客車的前后圍蒙皮常用玻璃鋼來制作,是因為客車產量少,蒙皮面積又大,不宜開模,只能適應玻璃鋼的手工工藝。
        3)、鋁管式車身結構。
        利用鋁材可擠壓成型材的特點,事先擠壓成各種所需截面的型材,此類車身結構的特點大都是“骨架加蒙皮”(板梁式)的形式存在,如以奧迪R8全鋁車身為例,它們的ASF車身結構在外型上基本是一體式鋁制蒙皮的構造,鋁型材骨架本身已經勾勒了車身的線條,與一體式車身稍有不同的是少了一些一體壓制的車身內板件,取而代之的是增加大量的鋁型材結構分布。根據奧迪公布的數據,使用全鋁車身ASF的R8比使用傳統一體式鋼制車架的車輛能減輕高達40%的車架重量,與此同時整體車架的剛度也有40%的增加。

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        板凳
        JUDELU 發表于 2017-2-7 20:34:52 | 只看該作者
        一樣迷茫,車身設計專業比較久遠,創新較難,靠經驗
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        地板
        2929140532 發表于 2017-11-24 11:26:55 | 只看該作者
        車有易手噴,自修小刮痕,進入淘寶搜劃痕修復易手噴
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