机械工程前沿研究在汽车轻量化中的应用前景分析
汽车轻量化的发展及前景分析
汽车轻量化的发展及前景分析1 引言研究发现，汽车的重量与汽车的CO2等排放量成正比，而且汽车的重量还与燃油消耗率成正比，因此，随着国家能源战略和节能减排技术在未来一段时间越来越重要，对新开发的新型汽车开展广泛深入的轻量化技术研究显得非常迫切。
2 当今汽车存在的问题2.1 燃油问题技术的飚速发展促使人类对燃油的需求，当今燃油问题已经成为世界关注的焦点之一，如何合理高效的利用现有的能源成为各界人士大力发展的目标，据了解我国油气资源的需求将与日俱增。
预测到2010年，2020年石油需求量将分别达到3亿吨、3.8亿吨，天然气需求量也将分别达到1200亿立方米、2000亿立方米。
如果同期我国油气资源得不到重大的发现，国内石油生产能力只能保持在1.8亿～2亿吨之间，缺口分别为1亿-1.2亿吨、1.8亿-2亿吨：国内天然气生产能力大约为1000亿立方米、1500亿-1600亿立方米，缺口分别为200亿立方米、400亿-500亿立方米。
可以预测，2010年国内石油、天然气产量对需求的保障程度分别为57%、83%左右；2020年为50%、78%左右。
2020年到本世纪中叶，供需缺口还将继续加大。
这对需要燃油来运转的汽车来说，无疑不是更大的挑战，这就促使对汽车有更高的要求既要汽车能够良好的运转又要更节油。
2.2 环境问题环境污染对人类的生活环境产生了不良的影响，甚至危害人类的身体健康，由于汽车尾气是引起环境污染的主要污染源之一，近年来各国都在环保上做出了相应的政策，不过各国都提出了汽车轻量化并进行相应的研究，各自都提出自己的一套理论体系，不过我认为车身轻量化设计需要综合考虑安全、耐久等性能的平衡，通过结构设计、材料选择及制造工艺优化三方面来实施。
2.3 时代问题以前消费者对于豪华车的认识，除了大气的外观、精致的内饰和各种奢华的配置外，排量的大小也是很多人衡量一款车够不够豪华的特征。
不过，随着这几年节能减排理念的推广、国际油价飞涨以及各种税费的限制，大排量车型已经不如以前那么受欢迎了，越来越多的人对汽车的认可观念也发生了变化，进而也促进了汽车轻量化的发展。
机械工程专业就业前景
机械工程专业就业前景引言机械工程是一门涉及设计、制造和维护机械设备的工程学科。
它为各个工业领域提供了重要的支持，从汽车制造到航空航天，从能源到医疗设备等等。
由于机械工程的广泛应用，机械工程专业毕业生在就业市场上有着广阔的前景。
本文将探讨机械工程专业就业的现状和未来前景。
1. 就业市场概览机械工程专业毕业生在各个工业领域都有很好的就业机会。
根据统计数据显示，机械工程领域的就业率一直保持在较高水平。
尤其是在发达国家，如美国、德国和日本，机械工程师的需求量更大，并且薪资待遇也相对较高。
2. 行业就业前景分析2.1 汽车制造行业汽车制造行业是机械工程专业的一个重要就业领域。
随着全球汽车市场的快速发展，汽车制造商需要大量的机械工程师来设计和改进汽车组件和系统。
特别是在电动汽车和自动驾驶技术的兴起下，机械工程师的需求将进一步增加。
2.2 航空航天行业航空航天行业也是机械工程专业毕业生的热门就业领域之一。
航空航天行业对于高性能、高可靠性和轻量化的机械设备有着严格的要求。
因此，机械工程师在航空航天行业中发挥着重要的作用，包括飞机设计、发动机研发和航空航天设备维护等方面。
2.3 能源行业能源行业是另一个机械工程专业的就业热点。
随着全球对可再生能源的需求不断增加，机械工程师在开发和改进相关设备方面起着重要的作用。
例如，风力发电机、太阳能板和地热能装置等都需要机械工程师进行设计和制造。
2.4 医疗设备行业医疗设备行业也对机械工程师有着高需求。
随着医疗技术的不断进步，医疗设备越来越复杂和精密。
机械工程师在医疗设备的设计、制造和维护方面发挥着重要的作用。
这包括医用设备、手术机器人和康复辅助器具等的研发。
3. 技能要求机械工程专业毕业生在就业市场上需要具备以下技能：•熟练掌握机械设计和制造软件，如AutoCAD、SolidWorks等。
•具备良好的数学和物理基础，能够应用于机械工程问题的解决。
•拥有实践经验，例如参与项目实习、实验室研究等。
工程机械设计中轻量化技术的应用分析
工程机械设计中轻量化技术的应用分析发布时间：2021-05-12T11:37:23.287Z 来源：《基层建设》2020年第30期作者：黄媛媛[导读] 摘要：我国工程机械制造企业的发展中在积极运用轻量化技术，工程机械轻量化设计可以缩减机械运行的资源需求，同时可以集约搭载多种新型机械技术，本文就工程机械轻量化设计的必要性进行了分析，而后就其应优化措施进行了探讨。
江苏明伟万盛科技有限公司江苏常州 213000摘要：我国工程机械制造企业的发展中在积极运用轻量化技术，工程机械轻量化设计可以缩减机械运行的资源需求，同时可以集约搭载多种新型机械技术，本文就工程机械轻量化设计的必要性进行了分析，而后就其应优化措施进行了探讨。
关键词：工程机械设计；轻量化技术；应用引言工程机械设计的技术越来越先进，为了提升机械整体结构轻量化设计效果，应积极利用仿真分析及结构检验设计软件，提升轻量化技术设计的效果，为工程机械后期运行的效率优化提供保障，进而驱动整个工程机械制造业发展。
1 工程机械轻量化设计概述 1.1 轻量化设计的概念现代社会已经越来越重视轻量化的设计。
尤其是工程机械产品发展到当今阶段，也已经在尽可能的从材料制造工艺以及机械结构等多种角度出发，来做好轻量化设计，优化整个机械产品的使用性能，通过一些措施来降低产品的自重，让产品的能耗成本都能够更低，同时也让产品能够延续自身所具有的性能。
展开工作时，相关工作人员需要从实际情况出发，增加机械产品制造工艺的应用效果，让机械产品成本能够得到更好的控制，同时也让行业能够尽早，向可持续发展靠近。
1.2 轻量化设计的必要性相较于西方发达国家，我国工程制造行业发展时间不长，一些产品设计理念比较滞后，同时也会受到非常多的工艺限制，所以在实际的生产过程中往往会因为各种各样的原因出现问题，导致产品结构自重过大，运行质量差，同时能耗也非常大。
在生产工作中，相关工作人员需要能够从实际情况着手克服可能出现的各类障碍，在应对复杂环境时，需要提高机械运转效率，从实际情况着手提高产品性能，解决现在的工程机械轻量化所存在的一些问题，目前来说轻量化设计，有两个最主要的价值体现，第1个就是能够控制材料的消耗，通过优化设计来控制成本，减少不必要的资源浪费，第2个就是改善机械产品本身所拥有的动力性能，让产品有更好的应用效果、有更大的应用空间，让应用场景能够在实际生产工作中，提供较大的驱动力，发挥自身所具有的作用。
轻量化汽车材料的研究与应用分析
轻量化汽车材料的研究与应用分析近年来，随着对环境污染和燃油消耗的关注，轻量化成为了汽车行业的研发重点。
通过使用轻量化材料，可以减轻汽车质量，降低油耗、减少尾气排放，提高车辆性能和使用寿命，为汽车行业的可持续发展贡献力量。
轻量化汽车材料主要包括高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料等。
这些材料相比传统材料具有重量轻、强度高、密度低等优点，被广泛应用于车身、底盘、发动机等方面。
下面就各种材料的研究和应用进行一一分析。
1. 高强度钢高强度钢是目前应用最广泛的轻量化材料之一，具有强度高、延展性好、重量轻等优点。
目前，高强度钢的种类众多，可以根据所需的强度和塑性来选择不同的材料。
高强度钢主要应用于车身结构中，通过使用高强度钢可以减轻车身重量，提升车身的刚性和安全性能。
2. 铝合金铝合金是另一种常用的轻量化材料，相比于钢材，铝合金的密度更低，重量更轻，强度也比较高。
铝合金具有良好的耐腐蚀性和导热性能，在汽车行业中被广泛应用于汽车车身的覆盖件、底盘、发动机以及轮毂等部件。
3. 镁合金镁合金是一种新型轻量化材料，在汽车行业中使用还比较少。
镁合金具有密度低、强度高、耐腐蚀性好等优点，可以大幅减轻车身重量。
同时，镁合金的熔点较低，容易加工，而且可进行循环利用。
目前，镁合金主要应用于汽车车身结构中。
4. 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种高性能材料，具有强度高、耐腐蚀性好、重量轻等优点。
在汽车行业中，碳纤维复合材料主要应用于高端豪华车型及赛车型号的车身，通过使用这种材料可以提高车辆的性能和设计美感。
总的来说，轻量化材料在汽车行业中具有广泛应用前景，可以减轻车身重量，降低燃油消耗，提高车辆性能和安全性能。
同时，轻量化材料的研究和应用还存在许多挑战，如材料成本高、加工难度大等问题，需要进一步探索和解决。
相信随着技术的进步和研发经验的累积，轻量化材料必将成为汽车行业的一个重要发展方向。
制造工艺汽车轻量化技术发展现状分析
制造工艺汽车轻量化技术发展现状分析一、引言汽车轻量化技术是近年来汽车工业领域的一项热门研究方向。
随着环保意识的增强和汽车行业的快速发展，制造工艺汽车轻量化技术成为迫切需求。
本文旨在分析制造工艺汽车轻量化技术的现状，并探讨其发展趋势。
二、汽车轻量化技术的定义与意义1. 定义汽车轻量化技术是指通过减轻汽车自身重量，提高动力性能，降低燃油消耗和减少二氧化碳排放量的技术手段。
2. 意义（1）节能环保：汽车轻量化能显著降低燃油消耗和二氧化碳排放，对保护环境和减少能源消耗具有重要意义。
（2）提升安全性：通过降低汽车重量，可以减少碰撞时对车内乘员的伤害，提高行车安全性。
（3）增加续航里程：对于电动汽车而言，轻量化技术有助于提升续航里程，增加电动汽车的市场竞争力。
三、制造工艺汽车轻量化技术的主要应用1. 材料选择与设计优化（1）高性能钢材：采用高强度、高韧性钢材替代传统钢材，提高结构强度，减少重量。
（2）铝合金：具有优良的韧性和热导率，能减轻车身重量并提高冲击吸能性能。
（3）碳纤维复合材料：重量轻、强度高，是轻量化技术的热门选择，但其成本较高，制造工艺仍需进一步改进。
2. 零部件制造工艺创新（1）压铸工艺：采用铝合金压铸技术制造发动机和底盘零部件，实现精密成型，并具有较高的强度和刚性。
（2）粉末冶金技术：通过铸造、烧结和热处理等工艺，生产高强度、低密度的零部件，实现轻量化效果。
（3）注塑成型技术：用轻量化材料如聚丙烯等进行注塑成型，提高零部件的强度和刚性，同时减少重量。
3. 制造工艺改进（1）模具技术：采用先进的模具设计和制造工艺，可实现零部件的精密成型和一次性成型，减少材料浪费和加工工序。
（2）激光焊接：对焊接工艺进行改进，通过激光焊接技术可实现高强度的焊接效果，减少零部件重量和提高整车结构强度。
四、制造工艺汽车轻量化技术的挑战与发展趋势1. 挑战（1）成本问题：目前，轻量化材料的成本较高，制造工艺也存在一定的技术难题，这对于汽车制造企业来说是巨大的挑战。
汽车轻量化技术的研究与进展
汽车轻量化技术的研究与进展随着汽车工业的不断发展，汽车轻量化技术已成为研究的热点。
本文将介绍汽车轻量化技术的研究与进展，包括高强度钢、复合材料等轻量化技术的分类，以及国内外的研究现状和未来展望。
关键词：汽车轻量化技术、高强度钢、复合材料、研究现状、未来展望汽车轻量化技术是指在保证汽车性能和安全性的前提下，采用一系列先进的技术手段，使汽车的结构更加紧凑、材料更加轻盈，从而提高汽车的燃油经济性和环保性能。
汽车轻量化技术的研究与进展密切相关。
近年来，随着国内外学者和企业的不断投入和研究，汽车轻量化技术取得了显著的进展。
下面将介绍高强度钢和复合材料这两种常见的汽车轻量化技术。
高强度钢是指经过特殊处理后具有高强度和良好韧性的钢材。
相较于传统钢材，高强度钢具有更高的抗拉强度、屈服点和伸长率，能够减轻车身重量、提高碰撞安全性。
同时，高强度钢还具有良好的加工性能和成本效益，因此被广泛应用于汽车制造中。
复合材料是一种由两种或两种以上不同性质的材料组成的材料。
常见的汽车复合材料包括碳纤维复合材料、金属基复合材料和塑料基复合材料等。
复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，能够有效地降低汽车重量、提高车身强度和刚性。
同时，复合材料还具有良好的设计灵活性和生产效率，因此被广泛应用于汽车制造中。
目前，汽车轻量化技术的研究现状表明，高强度钢和复合材料是两种最为重要的轻量化技术。
国内外许多企业和研究机构都在进行相关研究，并取得了一系列成果。
例如，国内某企业研发了一种高强度钢，其抗拉强度和屈服点比传统钢材提高了30%以上，能够有效减轻车身重量和提高碰撞安全性；国外某研究机构则开发了一种新型复合材料，其强度和刚性比传统钢材更高，同时成本更低，有利于大规模应用。
汽车轻量化技术是汽车产业发展的必然趋势。
未来，随着科学技术的不断进步和轻量化材料的不断创新，汽车轻量化技术将取得更加显著的进展。
以下是关于汽车轻量化技术未来发展的几点展望：高强度钢和复合材料的进一步研究与应用。
轻量化技术在工程机械研发中的应用
轻量化技术在工程机械研发中的应用发布时间：2022-08-26T07:56:25.305Z 来源：《工程建设标准化》2022年第4月第8期作者：刘涛[导读] 对轻量化技术应用的研究，对于促进工程机械的快速发展具有十分重要的作用。
刘涛江苏谷瑞斯机电工程有限公司，江苏扬州 225000摘要：对轻量化技术应用的研究，对于促进工程机械的快速发展具有十分重要的作用。
本文着重阐述轻量化结构的优化设计与轻量化材料技术在工程机械研究中的应用，并对未来发展中需要解决的问题进行展望。
关键词：工程机械；轻量化技术；结构优化设计；高强度钢1 引言在现代工业中，“节能、环保”是现代机械工业发展的必然趋势。
轻量化技术是一项全方位的系统工程，它涉及到产品设计、材料、制造等多个领域，其创新和优化需要从产品性能、重量、成本等角度来进行。
为达到工程机械的轻量化研究目的，期间需要采用不同的相法，将作业性能、安全可靠性能与费用预算结合起来，使工程机械的动力性、经济性、安全性、可靠性得到显著提高，并能有效地减少对环境的污染。
所以，强化轻量化技术在工程机械研发中的应用将能够有效实现导向节材、减重、减耗的目标，进而使我国由机械大国向机械强国转变。
2 工程机械轻量化设计概述2.1 轻量化的设计理念轻量化的概念首先被赛车运动所提出来，运用到赛车上，可以让赛车更轻便、更容易操控、更高效的动力输出。
而在工程机械的设计中，则是通过优化材料、优化结构等方式实现工程机械的轻量化，这是一种跨学科的设计思想，它可以提高工程机械的工作效率，节省能源，减少生产成本，提高工程机械的工作效率。
2.2 轻量化技术的特点轻量化技术最初的设计思想是为了更轻、更好地操控，同时实现更高效的的功率输出，在工程机械的设计中，主要表现为：（1）节能，据调查，每减轻100kg的重量，机械的百公里油耗将会下降0.6L/100km/h，并极大地提升产品的综合性能。
类似的，在赛车行业中，有关的研究显示，每减少10%的赛车重量，就会减少大约7%的燃料消耗，同时，车辆的输出功率也会增加，从而产生更强大的动力和更高效的能量。
轻量化技术在工程机械设计中的应用研究
轻量化技术在工程机械设计中的应用研究摘要：该篇探讨轻量化技术在工程机械设计中的应用。
通过分析轻量化技术的发展历程和在工程机械设计中的重要性，进一步讨论了轻量化技术在工程机械设计中的基础理论、需求和常用材料。
研究还涵盖了轻量化技术在工程机械结构优化、材料选择和制造工艺改进方面的具体应用。
分析表明，通过合理的设计和材料选择，以及先进的制造工艺，工程机械的重量可以显著减轻，同时性能和可靠性也得到提升。
关键词：轻量化技术；工程机械设计；结构优化引言：轻量化技术的发展历程可以追溯到20世纪初，最早主要用于航空和航天工程，以满足对高性能和低重量的严格要求。
随着时间的推移，这种技术开始渗透到汽车、船舶、建筑和工程机械等多个行业。
科技进步，特别是在材料科学和计算模拟方面的突破，进一步推动了轻量化技术的广泛应用。
一、工程机械设计与轻量化的重要性轻量化技术在工程机械设计中的重要性不容小觑。
首先，从经济效益的角度来看，轻量化设计能够减少材料成本和运输成本。
通过使用更少的材料或更轻的替代材料，能够在保证机械性能的同时，大幅降低生产成本。
同时，更轻的设备更易于运输和安装，这一点在大型工程项目中尤为重要。
其次，从环境可持续性的角度出发，轻量化技术也具有不可替代的作用。
使用更少的材料意味着减少了对自然资源的消耗，同时也降低了废弃物和碳排放量。
这样不仅有利于企业的可持续发展，也是对环境负责的表现。
再者，轻量化设计在提高设备性能方面也起到了至关重要的作用。
减轻重量通常会提高机械的动态性能，例如加速度和操控性能。
这在某些高性能要求的工程场合，如航空、航天或高速运输等，有着至关重要的影响。
最后，从长期运营和维护的角度来看，轻量化技术有助于延长设备的使用寿命和降低维护成本。
较轻的结构减少了机械各部件之间的磨损，从而减少了维护需求和成本。
二、工程机械设计中的轻量化技术基础在工程机械设计中，轻量化技术的基础涉及多个方面，包括理论基础、具体需求以及常用的材料和技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｚｈｅｊｉａｎｇ
３
１５０００，Ｃｈｉｎａ）
ｐｒｏｂｌｅｍ ｗａｓ ｄｉｓ‘
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｉｏｒｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｆｏｒ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｒｏｎｔｉｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｃｕｓｓｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｖｉｒｔｕａｌ ｒｅａｌｉｔｙ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ＣＡＥ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆｒｏｎｔｉｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ；Ｆｒｏｎｔｉｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ；Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；ＣＡＥ
以满足零部件设计的需要；制定了零部件设计指南。为设计师
提供新材料应用方面的经验及设计法则。 （３）零部件制造技术 开发了一系列适用于新材料的先进加工技术与装备。大多 进入工业化的应用。如金属薄板激光拼焊技术；各种先进成形 技术，包括金属液压成形、半固态成形技术，塑料制品低压成 形、气体辅助注射成形技术¨１；不同种类材料的焊接、黏结和 连接技术；镁合金的熔炼技术；铝车身制造技术；铝、镁合金 及塑料表面处理技术等。 （４）材料回收与再生技术 废旧材料的分捡、镁合金的无公害熔炼与回收再生、塑料 回收再生等技术已得到实际应用。
３．１
虚拟现实技术在轻量化设计中的应用
虚拟现实技术是建立在计算机图形学、仿真学、并行技
２．２
汽车轻量化结构优化设计研究
开发汽车车身、底盘、动力传动系统等大型零部件整体加
术、人工智能、多媒体技术及高性能计算机系统等技术基础之 上的高级计算机技术。借助虚拟现实技术建立的三维汽车模
．２．．０．．１．．３．．．１．．２．．．．Ａ．．．ｕ．ｔ．ｏ．．ｍ．．．ｏ．．ｂ．．ｉ．１ｅ．．．．Ｐ．．ａ．．ｄ—ｓ—
１．１
料已得到实际工业化应用…，其中高强度钢、铝合金和塑料的
系列化商品化程度较高，镁合金材料将在传动系统、引擎系 统、车体系统、底盘系统等方面得到广泛应用拉１。 （２）零部件设计技术 建立了新材料评价技术，可从成本、制造工艺性、性能、 质量、安全性与可回收性等方面对新材料进行全面评价，为零 部件选材提供评判标准”’；建立了较完善的材料性能数据库，
结合参数反演技术，多目标全局优化等现代车身设计方 法，研究汽车轻量化结构优化设计技术，包括多种轻量化材料 的匹配、零部件的优化分块等。从结构上减少零部件数量，确 保在汽车整车性能不变的前提下达到减轻自重的目的。
２．３
汽车轻量化材料冲压理论与工艺技术研究
加强高强度、轻量化材料在汽车制造领域的应用基础研
身约占总质量的３０％。空载情况下，约７０％的燃油耗用在车 身质量上。在能源日趋紧张、环境压力加剧的情况下，轻量化 已成为汽车工业的重要课题。 轻量化是在保持汽车整体性能和造价不变的前提下，通过 降低汽车自身质量来提高输出功率、车速、操纵性、可靠性和 安全性，降低噪声、油耗和废气排放量，主要通过结构优化， 采用高强度钢材、镁铝合金，以及改进工艺提高整车强度等方 式来实现。 我国汽车工业在整车性能、安全性和轻量化等方面。与国 际先进汽车技术相比还存在巨大差距，尤其是轻量化技术。应 用机械工程学科的前沿研究成果，解决汽车轻量化中存在的设 计、制造问题具有重大意义。 １
工具。
艺技术的开发研究，开发出了多种铸造合金和高性能轴瓦材 料；耐热铝合金、高强高韧铝合金、铝基复合材料等新材料的 研究取得了较大进展；半固态成型、快速凝固等先进成型技术 研究与应用也取得了突破。一汽等汽车生产厂家建有铝合金铸 造生产线；湖南大学开展了汽车大型铝合金结构件整体铸造成 形技术和关键设备的研究；重庆汽车研究所、西南铝、东北大 学等进行了铝合金板材的成形性研究。 “十五”期间，镁合金应用与开发成为材料领域重点项目。 东风等汽车企业建立了压铸镁合金生产线；重庆汽车研究所在 镁合金零件的性能测试、疲劳试验、计算机模拟等方面做了大 量工作；上海交大、湖南大学、重庆大学等就镁合金的强韧 化、耐蚀性、阻燃性和抗高温蠕变性等开展了较深入的研究。 目前，车用高性能钢板、镁合金已在汽车上有所应用。上海大 众桑塔纳轿车变速器壳体采用镁合金，奇瑞等汽车公司在轿车 上进行了高强度钢板的初步应用试验。 汽车结构优化设计方面，国内已从主要依靠经验设计发展 到应用有限元等现代设计方法进行静强度计算和分析阶段＂。， 出现了一批拥有自主知识产权的汽车车身模具开发技术。湖南 大学与上汽通用五菱在薄板冲压工艺与模具设计理论方面开展 了较深入的研究；北京航空航天大学开发了ＣＡＤ系统ＣＡＸＡ， 并已经开展了客车轻量化技术的研究，利用有限元法和优化设 计方法进行结构分析和结构优化设计，以减少车身骨架、发动 机和车身蒙皮质量。
造出来之前充分了其成形过程，并采用适当的控制技术来保证 质量。ＣＡＥ分析技术还可用于汽车的静力学分析、特征值分 析、稳定性分析、耐久性分析、舒适性分析、安全性分析和板 成型分析。
４结束语
综上所述，机械工程前沿研究在汽车轻量化零部件设计和
制造过程中具有良好的应用前景。借助我国汽车工业迅速发展 时机。实现机械工程前沿研究与汽车轻量化技术的紧密结合， 并推广应用到机械工程其他工业领域，有助于改变中国机械工 程学术领域在国际上的地位滞后于中国制造业在国际制造界的 地位的现实。 参考文献： 【１】孙友松，刘艳．材料加工技术创新与汽车轻量化［Ｊ］．锻压技术，
０７０
１．２
国内研究和应用现状
“九五”期间，我国进行了铝合金材料和铸件生产成套工
工技术和相关的模块化设计和制造技术，使节能型汽车从制造 到使用的各个环节都真正实现节能、环保。研究常用汽车零部 件模块化设计数据库及模块化方案，常用和典型模块的参数化 设计等，建立模块化设计知识库和专家系统¨－。 以计算机辅助工程（ＣＡＥ）方法作为获取知识的手段，建 立轻量化汽车零部件性能数据库及成型工艺咨询库；建立常用 车型材料在成型前、后以及不同使用时间的参数库；建立吸能 部件优化设计专家系统，开发新一代汽车ＣＡＥ软件系统。通过 这些数据库和专家库的建立，大幅度提高我国汽车结构设计水 平，为快速进行汽车结构轻量化设计提供有力的手段和有效的
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆｒｏｎｔｉｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｔｈｅ
Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ
ＺＨＵ
Ｙａｎｇｊｕｎ，ＳＵＮ
Ｈｕｉｐｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ
ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｉｎｇｂｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎｉｎｇｂｏ
汽车轻量化研究和应用现状
国外研究和应用现状
１９９３年，美国开始实施“平均燃油率标准”（ＣＡＦＥ）和
“新一代汽车共同开发计划”（ＰＮＧＶ），政府每年投资２亿美 元用于家庭用车减重。１９９８年３月，国际钢协实施ＵＩＳＡＢ． ＡＶＣ计划，研究开发新一代钢铁材料汽车结构。２００１年，日 本制订法令推行绿色设计及绿色采购，由抛弃型进入循环型发 展模式。通过一系列法规刺激，欧美汽车产品质量减轻了２０％～
机械工程前沿研究在汽车轻量化中的应用前景分析
朱杨俊，孙慧平
（宁波工程学院机电工程学院，浙江宁波３１５０００）
摘要：介绍汽车轻量化技术国内外研究和应用现状及其今后的研究重点，对应用机械工程前沿解决问题的前景进行展望。分 析表明，虚拟现实、可靠性、ＣＡＥ等机械工程前沿研究在汽车轻量化中的应用前景广阔。 关键词：汽车轻量化；前沿研究；可靠性；ＣＡＥ Ｔｈｅ Ａｐｐｆｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ
０７＂１
万方数据
墨２瑚
型，可显示汽车的悬挂、底盘、内饰直至每一个焊接点，设计 者可确定每个部件的质量，了解各个部件的运行性能…。。 通过虚拟现实技术，可以展现虚拟汽车具有完全真实感的 立体空间，以便围绕汽车走动观察，提出改进设想。设计者坐 在汽车座椅上可以观察各种仪表板、变速杆及各种附属装置， 并对其进行操纵，以检验轻量化设计是否能确保汽车操作性能 不变。运用虚拟现实软件可以看到虚拟汽车车门、发动机罩的 铰接和开合情况，以解决人机工程和视野等问题。
２．４
汽车轻量化激光加工技术与装备研究
激光加工技术是实现汽车轻量化的重要途径之一。系统开
展激光与材料相互作用机制、激光加工过程无损检测和控制等 基础理论研究，建立激光加工工艺方法和工艺参数的优化数据 库；研究不同材料的激光切割方式，开展激光切割、焊接、精 细烧蚀、直接快速成型、激光涂敷、激光辅助切削加工等理论 的研究，开发激光三维切割工艺技术，建立工艺参数数据库及 专家系统¨０１；研究激光深熔焊接理论，开发激光三维焊接技术 与装备；研究不同板厚、不同汽车材料，尤其是轻量化材料的 激光加工拼焊技术与装备。
２００７，３２（５）：１—７．
３．２可靠性技术在轻量化设计中的应用
可靠性技术的ＦＭＥＣＡ是一种在系统设计过程中，通过对 系统各组成单元的各种潜在失效模式及其对系统功能的影响， 与产生后果的严重程度进行分析，提出预防改进措施，以提高 产品可靠性的一种设计分析方法。 提高汽车可靠性是汽车轻量化的重要目标之一，在完成车 身结构优化设计和使用轻质材料制造替代零件之后，将会改变 汽车的质量分布。有可能存在潜在的危害汽车安全性的因素， 应用ＦＭＥＣＡ进行排查可最大限度地消除安全隐患。
收稿本科生。 通讯作者：孙慧平（１９６５一），男，教授，硕士研究生导师，主要从事机械制造及自动化、汽车零配件生产技术，自动化生产和轻量化技
术研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｐｓｕｎ＠１２６．ＣＯＢ。