第1章 概述


快速發(fā)展的汽車行業(yè)在給人們生活帶來(lái)便利的同時(shí)也存在環(huán)境污染、能源危機(jī)等社會(huì)問(wèn)題。汽車輕量化技術(shù)是汽車減輕重量的有效手段，能夠減少汽車耗能，提高汽車操控穩(wěn)定和舒適。目前，輕量化設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩p質(zhì)材料的使用、制造連接工藝的利用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化相結(jié)合的優(yōu)化方法，在保證汽車車身及零部件系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度、碰撞、VH(noise vibration harshness，振動(dòng)噪聲及聲振粗糙度）、耐久等能的前提下，根據(jù)不同部件的受力情況采用空心化、薄壁化、小型化和集成化的設(shè)計(jì)理念，減少汽車零部件材料的使用。


1.1汽車輕量化發(fā)展背景及意義


目前汽車的輕量化問(wèn)題早已是大眾關(guān)心的問(wèn)題之一。在世界范圍的汽車行業(yè)，汽車輕量化被普遍定義為通過(guò)結(jié)合輕量化技術(shù)以及多種輕量化材料制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)使汽車整車質(zhì)量達(dá)到盡可能小的值的目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)，即在減少燃料消耗和降低排氣污染的同時(shí)提高汽車的動(dòng)力。汽車輕量化的終目的是能夠在實(shí)現(xiàn)控制成本、節(jié)約能源、優(yōu)化各零部件及車型的同時(shí)保證汽車的強(qiáng)度、能不受影響。由于汽車燃料所提供的動(dòng)力是克服摩擦力，而摩擦力與力成正比，因此從理論上我們可以得出結(jié)論，當(dāng)汽車整車質(zhì)量下降，所需克服的摩擦力相應(yīng)下降，所提供的動(dòng)力也下降；同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)汽車整車質(zhì)量減少10%時(shí)，其燃油效率便會(huì)增加6%-8%。因此為了節(jié)約能源、減少排放，汽車的輕量化研究迫在眉睫，成為汽車生產(chǎn)行業(yè)的關(guān)注問(wèn)題。


1.1.1汽車輕量化發(fā)展背景


經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展，汽車工業(yè)逐漸成為影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。


汽車已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在程度上代表了一個(gè)國(guó)家的整體經(jīng)濟(jì)水平。汽車在世界經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和人們實(shí)際生活中的地位毋庸置疑，它正以越來(lái)越大的影響力改變著人們的工作與生活。高速、、環(huán)保、舒適已成為21世紀(jì)汽車發(fā)展的新趨勢(shì)。但是汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也正面臨著、節(jié)能和環(huán)保三大主要問(wèn)題，如何解決這三個(gè)問(wèn)題成了阻礙汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。在汽車產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展及各種新的設(shè)計(jì)生產(chǎn)技術(shù)不斷出現(xiàn)的同時(shí)，我們不得不面對(duì)這些問(wèn)題。尤其是發(fā)生在世紀(jì)70年代的兩次全世界范圍內(nèi)的石油危機(jī)今讓人們記憶猶新，使得人們不得不去重視汽車的燃油經(jīng)濟(jì)同題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車每年使用的燃油占了全球?qū)⒔�一半的石油消耗量，石油作為資源，遲早會(huì)有使用完的那。而且汽車工業(yè)的發(fā)展一年比一年迅猛，據(jù)資料預(yù)測(cè)，如果不及時(shí)采取相應(yīng)措施，新的大規(guī)模的石油危機(jī)在21世紀(jì)中葉會(huì)出現(xiàn)。人們要想尋找到能夠替代石油的能源，從目前不夠成熟的技術(shù)來(lái)看還需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。而且隨著汽車使用的普及，汽車的尾氣排放也呈逐年增加的趨勢(shì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車每年向大氣中排放的有害氣體占大氣所有污染物的60%以上。因而從世紀(jì)80年代以來(lái)，面對(duì)日益減少的石油資源和日益惡化的地球生態(tài)環(huán)境，人們不得不重視汽車工業(yè)的燃油經(jīng)濟(jì)及尾氣排放問(wèn)題。