北汽與吉利汽車對于汽車輕量化的研究我們已經(jīng)有所了解，作為中國四大汽車OEM之一的長安汽車，其汽車輕量化是怎樣的水平呢。今天我們一起來看看。

技術(shù)規(guī)劃

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輕量化目標(biāo)

如圖1，長安汽車前期規(guī)劃的減重目標(biāo)為到2020年比基礎(chǔ)車型整備質(zhì)量降低100kg。前期規(guī)劃，通過輕質(zhì)合金減重35％、塑料車身應(yīng)用減重20％、結(jié)構(gòu)優(yōu)化減重30％以及熱成形等新工藝的應(yīng)用減重15％。

圖1

圖片來源于長安研究總院先期技術(shù)研究所

長安汽車近十年所銷售的20款車型的整備質(zhì)量變化情況如下圖2所示。從車型的更新迭代來看，新車型的整備質(zhì)量并沒有隨著時間呈減小的趨勢。

圖2

數(shù)據(jù)源自網(wǎng)絡(luò)由紐北統(tǒng)計

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技術(shù)路徑

近年來，長安汽車就業(yè)內(nèi)汽車輕量化的技術(shù)路徑做出各種嘗試，具體包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面，鋁鎂合金、碳纖維等輕質(zhì)材料方面，熱沖壓成形、輥壓成形等先進(jìn)工藝方面等，如圖3所示。

圖3

圖片來源于長安－劉波

通過成立相關(guān)的項目組，并以輕量化流程為保障機制，指導(dǎo)汽車輕量化的具體工作。同時，運用輕量化評價參數(shù)來對具體項目進(jìn)行輕量化的目標(biāo)確認(rèn)。長安輕量化開展思路如圖4所示。

圖4

圖片來源于長安研究總院先期技術(shù)研究所

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研究與應(yīng)用重點

長安汽車輕量化的研究與應(yīng)用重點，主要有以下幾個方案：結(jié)構(gòu)優(yōu)化拓?fù)洹㈡V合金CCB、鎂合金輪轂、鋁合金前防撞梁、鋁合金機蓋、鋁合金前擺臂、塑料前端模塊FEM、熱成形新技術(shù)、高強鋼輥壓等。

圖5

圖片來源于長安研究總院先期技術(shù)研究所

結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面

圖6

圖片來源于長安研究總院先期技術(shù)研究所

長安C204車型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，將車身模型分為左側(cè)圍、右側(cè)圍發(fā)動機艙、地板、置物板、頂蓋6個部分，如圖6所示。

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總體思路

車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化的總體思路為：傳力路徑優(yōu)化→梁系結(jié)構(gòu)搭建→關(guān)鍵接頭、斷面優(yōu)選→局部優(yōu)化（梁系位置、幾何尺寸、優(yōu)化起筋），KO－SC階段以較小的重量代價尋找較優(yōu)的梁系架構(gòu)方案，達(dá)成性能目標(biāo)；SC－OD階段，尺寸、厚度等參數(shù)的精益化設(shè)計優(yōu)化，尋找結(jié)構(gòu)－性能－重量的最佳平衡點。

圖7

圖片來源于長安－邱忠財

采用參數(shù)化設(shè)計優(yōu)化思路，遵循兩步優(yōu)化法，第一使性能達(dá)標(biāo)并可控，第二精確控制性能與重量目標(biāo)。長安汽車采用的車身參數(shù)化設(shè)計優(yōu)化的具體過程如圖8所示。

圖8

圖片來源于長安－邱忠財

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設(shè)計流程

以重量為優(yōu)化目標(biāo)的整車結(jié)構(gòu)優(yōu)化，分為正向流程與逆向流程，如圖9所示。

圖9

圖片來源于長安－劉波

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結(jié)果展示

結(jié)合經(jīng)驗及科學(xué)的優(yōu)化算法，使拓?fù)洹⒘合导凹?xì)節(jié)方案都具有較高的性重比、性價比及輕量化水平。某轎車采用多目標(biāo)優(yōu)化手段，共定義了50幾個幾何形狀與梁系位置邊梁，47個材料厚度變量，通過優(yōu)化設(shè)計，最終，整車減重12kg，模態(tài)、彎扭剛度性能均提升。如圖10所示。

圖10

圖片來源于長安－邱忠財