汽車車身結構的輕量化研究

汽車車身結構的輕量化研究

為減輕汽車車身的質量，車身板件采用夾層結構，用夾層材料制成的板件替換傳統金屬板件。經過有限元分析，具有夾層結構的車身板件可以更輕的質量，實現與金屬板件相同的靜態和振動性能。

通過試驗和誤差優化方法獲得了夾層材料的最優結構，在保證板件彎曲剛度不變的情況下，使板件的質量最輕。將白車身的地板、后備箱、前圍和側圍用由夾層材料制成的板件代替原金屬板件，以實現車身輕量化。研究了使用層壓鋼形式的夾層材料作為經自由層表面阻尼處理的車身地板的輕質替代物。自由層表面阻尼處理主要應用于車身板件，以減小車廂內的固體噪聲，該降噪效果通過增加板件結構中的結構阻尼來實現。研究表明，與經自由層表面阻尼處理車身地板相比，使用層壓鋼形式的夾層材料可以在車身地板中實現與之相同程度的振動阻尼；而與傳統金屬地板相比，使用層壓鋼形式夾層材料的地板質量更輕。

研究了夾層結構的靜態、振動和聲學特性。研究表明：①泡沫芯夾層結構與金屬板結構具有相同的抗彎剛度，而其質量至少減輕了50%；②使用具有薄粘彈性材料芯的夾層板代替經自由層表面阻尼處理的車身板件，可以將質量減輕約60%～70%，并保證相同的阻尼性能；③考慮到夾層結構的優點，其可被非常廣泛地用于車身設計中。

刊名：Transportation Research Procedia（英）

刊期：2016年第14期

作者：Deniz Hara et al

編譯：馬曉宇