汽车车身结构的轻量化研究

汽车车身结构的轻量化研究

为减轻汽车车身的质量，车身板件采用夹层结构，用夹层材料制成的板件替换传统金属板件。经过有限元分析，具有夹层结构的车身板件可以更轻的质量，实现与金属板件相同的静态和振动性能。

通过试验和误差优化方法获得了夹层材料的最优结构，在保证板件弯曲刚度不变的情况下，使板件的质量最轻。将白车身的地板、后备箱、前围和侧围用由夹层材料制成的板件代替原金属板件，以实现车身轻量化。研究了使用层压钢形式的夹层材料作为经自由层表面阻尼处理的车身地板的轻质替代物。自由层表面阻尼处理主要应用于车身板件，以减小车厢内的固体噪声，该降噪效果通过增加板件结构中的结构阻尼来实现。研究表明，与经自由层表面阻尼处理车身地板相比，使用层压钢形式的夹层材料可以在车身地板中实现与之相同程度的振动阻尼；而与传统金属地板相比，使用层压钢形式夹层材料的地板质量更轻。

研究了夹层结构的静态、振动和声学特性。研究表明：①泡沫芯夹层结构与金属板结构具有相同的抗弯刚度，而其质量至少减轻了50%；②使用具有薄粘弹性材料芯的夹层板代替经自由层表面阻尼处理的车身板件，可以将质量减轻约60%～70%，并保证相同的阻尼性能；③考虑到夹层结构的优点，其可被非常广泛地用于车身设计中。

刊名：Transportation Research Procedia（英）

刊期：2016年第14期

作者：Deniz Hara et al

编译：马晓宇