[00936974]汽车车身参数化优化设计及轻量化关键技术集成应用

该项目属于汽车工程学科和新材料新工艺领域。汽车轻量化是降低油耗的有效手段和方法，也是实现“节能减排”国家战略的重要措施。车身参数化结构优化设计和高强轻质材料的集成应用是汽车的核心技术之一，中国与世界一流车企在这方面存在明显差距。该项目在科技支撑计划、重庆市科技计划等项目的支持下，在车身结构参数化建模、多目标协同优化设计及新材料、新工艺集成应用方面取得如下成果：1）用隐式参数化方法在国内率先建立了轿车车身全参数化模型和轻量化多目标优化设计方法。建立了车身全参数化模型，以车身重量为目标，以车身一阶弯曲和扭转模态、弯扭刚度和结构抗撞性指标为约束，搭建多目标优化分析平台，在满足车身刚度、模态和安全性的条件下，实现车身减重34.5kg，占10.4%，轻量化效果显著。2）实现了高强钢、轻合金、复合材料等轻量化材料、工艺关键技术在整车上的集成应用。成功解决超高强钢辊压成形、回弹补偿等技术难题，在自主品牌车型中首次批量应用1200MPa级别的超高强度钢冷辊压门槛加强件，在实现单车减重4kg的同时降低成本11元；掌握了基于材料高温参数(摩擦系数、FLD、应力应变曲线)的热冲压成形精益仿真技术，实现车身A/B柱热成形加强件在C2平台上应用。突破了变形铝合金在汽车上应用的关键技术，设计开发了2种新型的铝合金前碰撞横梁，实现铝合金型材在长安汽车上的量产应用。攻克了尼龙加短玻纤增强的塑料前端模块零件集成设计、成形与性能分析等技术，减重4.5kg，减重率约为56%；塑料后碰撞横梁减重2.1kg，减重率达到56%。该项目通过车身参数化多目标优化，集成应用轻合金、高强钢、复合材料零部件，在满足整车各项性能前提下最终实现整车减重85.2kg，减重5.8%。3）建立了集成“设计、材料和工艺”的汽车轻量化技术平台，形成了基于“性能、成本、重量”评估模型的重量管控体系。4）创建了以高校为媒介的课题研发关键技术向行业进行转移的新模式，首次实现了项目核心技术在承研单位外行业内技术转移和成果共享。该项目获得授权的发明专利3个，实用新型专利9个；发表论文共计11篇，其中SCI收录2篇，EI收录5篇。制定2项行业规范，4个企业规范。该项目解决了自主品牌汽车结构轻量化设计、高强轻质材料集成应用的技术瓶颈，提升了自主品牌汽车轻量化技术水平，推动了中国汽车轻量化产业链的持续快速健康发展，产生了巨大的经济社会效益。