北汽與吉利汽車對于汽車輕量化的研究我們已經有所了解，作為中國四大汽車OEM之一的長安汽車，其汽車輕量化是怎樣的水平呢。今天我們一起來看看。

技術規(guī)劃

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輕量化目標

如圖1，長安汽車前期規(guī)劃的減重目標為到2020年比基礎車型整備質量降低100kg。前期規(guī)劃，通過輕質合金減重35％、塑料車身應用減重20％、結構優(yōu)化減重30％以及熱成形等新工藝的應用減重15％。

圖1

圖片來源于長安研究總院先期技術研究所

長安汽車近十年所銷售的20款車型的整備質量變化情況如下圖2所示。從車型的更新迭代來看，新車型的整備質量并沒有隨著時間呈減小的趨勢。

圖2

數據源自網絡由紐北統(tǒng)計

2

技術路徑

近年來，長安汽車就業(yè)內汽車輕量化的技術路徑做出各種嘗試，具體包括結構優(yōu)化設計方面，鋁鎂合金、碳纖維等輕質材料方面，熱沖壓成形、輥壓成形等先進工藝方面等，如圖3所示。

圖3

圖片來源于長安－劉波

通過成立相關的項目組，并以輕量化流程為保障機制，指導汽車輕量化的具體工作。同時，運用輕量化評價參數來對具體項目進行輕量化的目標確認。長安輕量化開展思路如圖4所示。

圖4

圖片來源于長安研究總院先期技術研究所

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研究與應用重點

長安汽車輕量化的研究與應用重點，主要有以下幾個方案：結構優(yōu)化拓撲、鎂合金CCB、鎂合金輪轂、鋁合金前防撞梁、鋁合金機蓋、鋁合金前擺臂、塑料前端模塊FEM、熱成形新技術、高強鋼輥壓等。

圖5

圖片來源于長安研究總院先期技術研究所

結構優(yōu)化方面

圖6

圖片來源于長安研究總院先期技術研究所

長安C204車型的結構優(yōu)化時，將車身模型分為左側圍、右側圍發(fā)動機艙、地板、置物板、頂蓋6個部分，如圖6所示。

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總體思路

車身結構優(yōu)化的總體思路為：傳力路徑優(yōu)化→梁系結構搭建→關鍵接頭、斷面優(yōu)選→局部優(yōu)化（梁系位置、幾何尺寸、優(yōu)化起筋），KO－SC階段以較小的重量代價尋找較優(yōu)的梁系架構方案，達成性能目標；SC－OD階段，尺寸、厚度等參數的精益化設計優(yōu)化，尋找結構－性能－重量的最佳平衡點。

圖7

圖片來源于長安－邱忠財

采用參數化設計優(yōu)化思路，遵循兩步優(yōu)化法，第一使性能達標并可控，第二精確控制性能與重量目標。長安汽車采用的車身參數化設計優(yōu)化的具體過程如圖8所示。

圖8

圖片來源于長安－邱忠財

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設計流程

以重量為優(yōu)化目標的整車結構優(yōu)化，分為正向流程與逆向流程，如圖9所示。

圖9

圖片來源于長安－劉波

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結果展示

結合經驗及科學的優(yōu)化算法，使拓撲、梁系及細節(jié)方案都具有較高的性重比、性價比及輕量化水平。某轎車采用多目標優(yōu)化手段，共定義了50幾個幾何形狀與梁系位置邊梁，47個材料厚度變量，通過優(yōu)化設計，最終，整車減重12kg，模態(tài)、彎扭剛度性能均提升。如圖10所示。

圖10

圖片來源于長安－邱忠財