主要轻量化材料特性
目前汽车行业常用的轻量化材料包括高强度钢、超高强度钢、铝/镁合金和塑料等非金属材料等 。汽车用高强度钢目前分为三代：以铁素体为基的第一代汽车用高强度钢、以奥氏体为基的第二代汽车用高强度钢及以马氏体(贝氏休)和奥氏体为基的第三代高强度钢 。
【汽车轻量化是什么？如何实现？材料、技术有哪些？】目前应用最广泛的是第一代中的双相钢(DP钢)，第一代汽车用高强度钢强度相对后两代较低，但易于加工；第二代汽车用高强度钢强度有了较大提升，但其中锰元素含量较高，因此成本高、屈服强度低、加工难度较大，实际使用较少；第三代汽车用高强度钢综合考虑了性能、加工难度和成本，未来有希望得到大规模应用 。铝合金中使用较多的是铸造铝合金，常用于发动机、离合器和车轮的制造中，铝合金材料应用的最大障碍是成本和加工工艺难度 。
镁合金目前在汽车制造中使用较少，但其性能和密度良好，在汽车轻量化领域未来应用潜力巨大 。非金属材料以前常应用于汽车内饰部分，但随着碳纤维等比强度高的复合材料的出现，非金属材料开始被广泛的用于汽车外饰件和结构件 。
汽车轻量化材料用量目标
五、汽车轻量化设计发展概况
汽车轻量化设计近年来得益于计算机技术的发展也得到了较大的发展，特别是各类CAE、CAM 软件的应用，常用的设计分析软件有UG、ANSYS、Moldflow 和AutoForm等 。
结构尺寸优化是应用较早、发展较为成熟的一种优化设计方法，尺寸优化是在满足相关力学性能指标的前提下，通过调整汽车及部件的尺寸以实现质量减轻的优化方式，常用的方法有响应面函数法及等效静力法等 。
形状优化是指通过改变汽车或部件的形状来改善其应力条件，从而减少材料使用来降低质量，对形状规则的部件常将其外形参数化，将形状优化转化成尺寸优化问题来解决，对形状不规则的零部件采用无参数形状优化和Kriging近似模型技术等解决 。
拓扑优化是利用有限元的方法根据给定条件对材料的分布进行优化，此外还有多学科设计优化等方法 。汽车轻量化设计常常和汽车轻量化材料同时使用，根据材料的力学性能对汽车及部件进行重新设计，可以获得更好的轻量化效果 。
六、汽车轻量化工艺发展概况
汽车轻量化工艺领域研发成果相对较少，目前汽车轻量化制造工艺主要包括热成形、激光拼焊、液压成形和3D打印等，除3D打印外，其他技术都已较为成熟，在汽车生产制造过程中得到了广泛运用，而3D打印等增材制造技术目前仍处于应用探索阶段 。
汽车轻量化工艺领域新成果较少一方面是因为汽车轻量化工艺研发往往和材料或设备的研发相关联，难度大，周期长，从企业运营角度来看成本过高；且如果要进行工艺的更新则可能要对汽车生产四大主要环节中的冲压、焊接和总装环节进行生产线和生产设备的更新，设备价格和改造成本较高 。
另一方面，单独使用汽车轻量化工艺对汽车轻量化减重效果不明显，汽车轻量化工艺往往是为了匹配轻量化设计和轻量化材料的研发和使用而进行相应的改进，在现有的加工制造工艺能够满足需求时，企业对汽车轻量化工艺的研发需求也不大 。
内容来源：
《【研报】汽车轻量化行业深度报告：Less is More加速的汽车轻量化-20200825(51页).pdf 》
推荐阅读：
《汽车轻量化行业深度：汽车轻量化趋势明确结构件一体压铸推动制造革命-220309(27页).pdf》
《【公司研究】云海金属-公司深度：宝钢大力扶持的汽车轻量化龙头-20200702[26页].pdf》
推荐阅读
- 博美犬吃什么好，看完本文轻松养好它
- 陕西汽车控股集团有限公司，陕西汽车集团有限责任公司工资待遇怎么样
- 混动汽车的好处与坏处有哪些
- 新能源电动汽车什么牌子好
- 共享汽车怎么开不走
- 汽车下面三个踏板分别是什么
- 开启WPS文字护眼模式，减轻长期办公带来的眼部疲劳
- 汽车起动机冻住了怎么办
- 汽车水箱多少钱
- iPhone默认铃声没特色，教你轻松自定义