汽車車身結(jié)構(gòu)的輕量化研究

為減輕汽車車身的質(zhì)量，車身板件采用夾層結(jié)構(gòu)，用夾層材料制成的板件替換傳統(tǒng)金屬板件。經(jīng)過有限元分析，具有夾層結(jié)構(gòu)的車身板件可以更輕的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)與金屬板件相同的靜態(tài)和振動(dòng)性能。

通過試驗(yàn)和誤差優(yōu)化方法獲得了夾層材料的最優(yōu)結(jié)構(gòu)，在保證板件彎曲剛度不變的情況下，使板件的質(zhì)量最輕。將白車身的地板、后備箱、前圍和側(cè)圍用由夾層材料制成的板件代替原金屬板件，以實(shí)現(xiàn)車身輕量化。研究了使用層壓鋼形式的夾層材料作為經(jīng)自由層表面阻尼處理的車身地板的輕質(zhì)替代物。自由層表面阻尼處理主要應(yīng)用于車身板件，以減小車廂內(nèi)的固體噪聲，該降噪效果通過增加板件結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)阻尼來實(shí)現(xiàn)。研究表明，與經(jīng)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(shí)現(xiàn)與之相同程度的振動(dòng)阻尼；而與傳統(tǒng)金屬地板相比，使用層壓鋼形式夾層材料的地板質(zhì)量更輕。

研究了夾層結(jié)構(gòu)的靜態(tài)、振動(dòng)和聲學(xué)特性。研究表明：①泡沫芯夾層結(jié)構(gòu)與金屬板結(jié)構(gòu)具有相同的抗彎剛度，而其質(zhì)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(jīng)自由層表面阻尼處理的車身板件，可以將質(zhì)量減輕約60%～70%，并保證相同的阻尼性能；③考慮到夾層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，其可被非常廣泛地用于車身設(shè)計(jì)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