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延伸拓展
详情介绍：结构优化有限元分析汽车轻量化就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车整备的车质，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%~8%；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3~0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。实现汽车轻量化的途径有1、 优化车身结构，提高材料利用率。增加加强筋；加强防滚架平衡杆；有限元法设计；采用承载式车身，减薄车身板料厚度等。2、新材料的研发与应用：比如使用高强度钢材（热成型钢材）、轻合金（铝合金、碳纤维、镁合金）、记忆金属（微晶钢）、工程塑料、陶瓷、玻璃纤维等。3、 优化制造工艺：比如激光焊接、搅拌摩擦焊、挤压成型、热处理、结构胶、锁锚连接等。本文主要介绍有限元分析在汽车底盘轻量化方面的应用。首先来看一下基于有限元结构优化简单示例：（左）原始结构（右）受载荷时的应力分布情况（左）有限元拓扑优化示意图（右）最终优化结构示意图通过上述简单示例，可以发现有限元分析可以得出部件在工作时的受力情况，结合优化算法，最终得出保证零部件可靠性的同时对材料利用率优秀的方案，优化后的结构重量比原始结构减重40%以上。有限元结构优化的上述作用可以在汽车轻量化方面起到重要的作用，对汽车底盘进行有限元仿真及优化，可以得到哪些部位的材料无用可去除，只保留必要的部位的材料，从而可以大大减轻底盘的重量。下面从整体到几个附属部件等方面简单介绍下有限元结构优化在底盘轻量化方面的应用示例一：底盘主体优化1，通过优化车架纵梁的横截面及厚度，采用更小的横截面面积的纵梁（图6）满足强度和刚度的要求，可降低纵梁的重量。2，在采用优化后纵梁的基础上，进一步对底盘整体进行优化（图7），包括前挂架的优化，梁上合理增加减重孔等方式进一步在满足强度刚度要求的基础上对底盘整体进行减重。

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