试述轻量化技术在汽车工程中的应用

杨阳

摘 要：随着人民生活水平的不断提高，汽车已经普及到了人民的生活中，汽车的普及在为人民生活带来便利的同时，尾气的排放及燃油对能源及环境造成了一定的问题，将轻量化技术应用到汽车工程中十分必要。因此，本文主要对轻量化技术概述、轻量化技术在汽车工程中的应用包括结构设计技术的应用、轻量化材料的应用及制造工艺的应用进行阐述，最后对轻量化技术未来的发展潜力进行展望。

关键词：轻量化技术；汽车；应用

当今社会，可持续发展已经成为经济及各项建设的核心思想，这也是行业发展的重要标杆，各行各业在实际发展过程中，也要以可持续以可持续发展战略思想为核心理念，作为对能源消耗量较大，对环境污染较为严重的工程，汽车工程必须要得到一定的规范，这是保证社会长远发展的基础，因此，有必要加大力度提高轻量化技术的应用水平，为我国环境以及能源问题的解决提供更大的价值。

1轻量化技术概述

总的来说，汽车工程中的轻量化技术主要体现在以下方面：首先，合理设计汽车结构是轻量化技术的主要体现，汽车结构的不合理会在很大程度上增加汽车的重量以及对于各项材料的使用量，合理设置汽车结构则能够有效的避免这一问题的发生。目前，在结构设计方面，我国常采用优化并排焊点“加强筋”减重孔等方式来达到轻量化目的，目前国内汽车结构设计已从最初仅依靠经验设计逐渐发展到应用有限元等现代设计方法上来。其次，选择轻量化材料是轻量化技术在汽车工程中的另外一点体现在汽车的制造过程中，为了使其重量能够得到有效缩减，有必要使用本身质量较轻的材料，但需要注意的是，对这种材料的选择一定要在保证其施工性能的基础上实现。在轻量化材料使用上，铝镁合金“塑料”复合材料等材料的运用进一步降低了汽车的质量。最后，在制造工艺方面，成形方法和联接技术不断创新，如柔性化板材辊轧“剪拼焊接工艺技术”薄壁制造技术等，大大减轻了整车的重量。

2轻量化技术在汽车工程中的应用

2.1结构设计技术的应用

对于现代汽车结构设计工作来说，其重要性是不言而喻的，其直接关系到汽车应用的实效性价值，尤其是对于汽车使用人员的舒适度以及安全度来说关系密切。基于这种现代汽车结构的优化设计工作来说，其涉及到的内容和需要关注到的要点是比较多的，因此，这也就需要在具体设计过程中做好协调工作，保障汽车内部各个系统组成部分都能够发挥出应有的作用效果，这也就无形中对于现代汽车结构设计的难度进行了提升，必须要从设计手段和方法上进行创新，仅仅依靠传统的经验设计方法很难达到理想的设计效果。当前汽车工程结构设计工作采用有限元等现代设计方法进行设计能够发挥出较强的作用价值，并且在具体的技术手段上，同样也可以借助于CAD或者CAE技术进行分析落实，能够有效提升其材料的节约应用效果，并且避免出现影响安全性和力学稳定性的问题。

2.2轻量化材料的应用

轻质材料技术的应用大大减轻了汽车整车的重量，高强度钢在抗碰撞性能“成本”工艺可行性方面具有较大优势，能改善汽车的安全和碰撞性能，减薄部件厚度"降低自身重量，还可提高零部件表面的抗凹陷性和抗破坏能力。既能降低油耗还可提高安全性能，铝镁合金因其质量轻“比强度高”塑性好及易成型等诸多优点，广泛应用于汽车车身"底盘零部件等部位，随着材料及成型技术的进一步发展，其应用范围将进一步扩大。工程塑料和玻璃增强材料具有密度小、成型性好、耐腐蚀、隔振、隔音、隔热，普遍应用于汽车的内外饰件上。精密陶瓷材料是继金属和塑料发展起来的第三大类材料，具有良好的力学和化学性能，目前在飞机上应用较广汽车上应用并不多，但随着研究的不断深入未来将得到广泛应用。

2.3制造工艺的应用

为了达到进一步减轻质量及降低成本的目的，除了开发高强度钢、铝镁合金材料外，还开发了一系列适应于这些材料的制造工艺，如激光焊接、液压成型、半固态金属加工、注射成型和喷射成型技术等。激光焊接工艺采用各种复合板进行拼焊，改善了零部件的使用性能，降低了汽车自身重量，提高了汽车结构可靠性及安全性能。液压成型工艺是将待加工管件或板料置于密闭模具中，通过流体介质使管件或板料在模具中变形成型，该工艺取代了传统的加工模式，提高了产品品质，降低了汽车重量和成本，广泛应用于汽车零部件如排气系统，后桥发动机支架等。半固态铸造技术是将金属或合金材料在固态与液态温度区间内进行加工，主要分为流变铸造和触变铸造两种工艺类型，因成本较高应用较少。喷射成型技术采用高压惰性气体将金属液流雾化成大量细小的液滴，并使其沿喷嘴轴线方向高速飞行，并将其沉淀收集到具有一定形状的接收基体上凝固成沉积坯件。

3轻量化技术未来的发展潜力

近年来，我国对环保安全节能方面的要求不断提高，出台了一系列的法规和实施方案。为此，汽车制造厂家和研究机构都致力于研究轻量化技术，从技术成本角度分析和改善汽车材料和工艺，探索应用新材料新工艺的可行性。同时，加快轻量化的设计和应用对提升我国汽车整体水平，行业国际竞争力，振兴民族工業都具有非常深远的意义。现阶段，汽车小型化和轻量化是近中期汽车排放目标控制的基础，汽车轻量化成为新能源汽车开发的重要课题。

总结：综上所述，随着当前我国社会发展中对于环境保护以及能源节约重视程度的不断提升，汽车工业的优化创新发展必须要引起足够的关注，这种汽车工业的优化发展从轻量化技术应用角度进行探索是极为必要的。轻量化技术在汽车工程中的应用需要围绕着整个汽车生产的各个方面进行探究，尤其是要重点把握好汽车生产所用材料、汽车结构设计以及制造生产工艺这三个方面，如此才能够较好降低汽车自重，并且还能够优化其安全性和舒适度效果。

参考文献：

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