复合材料轻型车



复合材料轻型车

麦格纳国际和福特汽车公司联合开发的复合材料轻型车辆（MMLV，图1）是美国能源部编号为DEEE0005574项目的产品。该项目旨在设计一款5人轿车，在保证车辆性能和乘坐安全性的前提下实现整车轻量化。已经设计出车辆原型，并进行了若干项整车试验。该款多材质轻型车采用商业上应用成熟的金属材料和生产流程，最终使整车质量减轻364kg（占原总质量的23.5％），可使用排量为1L的3缸发动机，促进了环境保护和减少燃油消耗。

图1　MMLV样车

在汽车开发过程中，对结构性能的评价有3个重要指标：NVH、耐久性和安全性。重点针对样车的耐久性能进行白车身和相关子部件的闭环设计和CAE仿真分析，并在福特的密歇根试验场进行整车试验。

MMLV样车在2013款福特Fusion基础上对车身、底盘、悬架、覆盖件、保险杠系统进行了重新设计，并使用铝、镁和先进高强度钢（AHSS）等多种材质，以实现整车的轻量化。

图2为两种车型白车身对比，福特Fusion使用了大量的钢冲压件，而MMLV针对不同部件选用了不同的材质和制造工艺。由于多种材料的使用势必会使整车性能发生改变，因此建立了MMLV白车身有限元模型，对不同部件分别确定材料属性（图3）。仿真试验通过后制造样车，并在密歇根试验场进行整车耐久性试验。

图2　Fusion与MMLV白车身对比

图3　MMLV白车身的原型与有限元模型对比

试验结果表明，MMLV样车耐久性寿命达到24.135万km，与仿真结果一致。

Nikhil Bolar et al. SAE 2015-01-1613.

编译：汪涛