科普:ATS车身用材解析
1 112 发布于 2018-03-20 21:45:20 只看楼主 热门标准
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1.车型基本信息


SOP时间(month/year): 7/2012
所属车型等级(欧洲)分类 (A, B, C, D, E, F, S, M, J): C 中型轿车
注:欧洲车型分级:A: mini cars;B: small cars;C: medium cars;D: large cars;E: executive cars;F: luxury cars;S: sport coupes;M: multi purpose cars;J: sport utility cars (including off-road vehicles)。世界各国对车型级别的分类详见: Car classification。 
车型尺寸:长*宽*高=4643mm*1805mm*1420mm中型
前轮距:1515 mm
后轮距:1558mm
轴    距:2775mm
车身脚印面积:= (Track, front + Track, rear)/2*轴距=4.264m2(平方米)

2.车身重量信息


1)白车身总重量:372.9 kg 包括四门两盖等覆盖件,也包括保险杠横梁的非油漆车身。
白车身骨架重量:289.2kg
白车身开启件和翼子板重量信息:
左右前门总成 (两边之和; 不带铰链):32.3kg
左右后门总成 (两边之和; 不带铰链):25.5kg
发动机罩盖 (不带铰链) :11.0 kg
后备门(不带铰链):9.7 kg
左右翼子板 (两边之和) :5.2 kg 
2)车身轻量化系数:
报告显示,该车身的静态扭转刚度为29000Nm/°,比上一代产品的刚度提升近10000Nm/°。根据报告说明,刚度的提升主要通过在刚度敏感位置的设计,包括前舱增加提高刚度的拉杆、shotgun处的环形结构,包裹架与后排座椅靠背的环形结构。该车的轻量化系数为2.34,比上一代产品轻量化系数降低37%。轻量化系数的降低主要得益于车身刚度的提升,同时车身重量也比上一代轻17%。

图1:环形封闭结构提高车身刚度 

3.白车身用材分布


图2为白车身用材分布示意图(零件的用材的类型用RGB颜色代码加以区分):

 图2:白车身的材料强度分布

资料显示,Cadillac ATS白车身的刚强度钢比例达到64%,但是传统高强度高仅达了38%。其中超高强度钢比例达到9.8%,在同级别的车型中处于先进水平。通过滚压成型工艺,实现成本、工艺性和产品性能的平衡, 主要应用于门槛,座椅横梁等截面较为简单的梁类零件。
热成型用量达到5.8%,主要应用在B柱、A柱,中顶横梁和地板前纵梁等零件,用量和应用部位都无太大亮点。
此车车身用材的一大亮点就是铝合金用量,铝合金的应用主要集中车身前部,也是为整车前后轴载荷能够更合理的分布。发盖采用铝板冲压成形。纵梁前段采用变截面的铝合金挤压型材,主要是实现纵梁前后端吸能的差异化,从而更好的保护驾乘人员安全。与前纵梁后段采用螺栓连接,为零件的修复提供了更为便利的方案。
另外,在shock tower (减震器支座)采用压铸铝合金,将15个零件集成为一个整体,提高了车身的刚度,并减重40%。这个技术一般在路虎、BMW X5等豪华车上才能见到。

图3:车身铝合金应用

4.白车身的连接技术


作为一款钢质车身,白车身的连接也是以点焊为主,弧焊、胶粘接、铆接、激光焊接、自攻螺钉连接工艺等也有一定应用,激光焊接技术应用达到约5.6m,胶粘接达到109米,有效地提高了车身的刚度。同时ATS的车顶采用激光焊接工艺,提高了车身的刚度和防腐性能,这种方案在大众的车型中很常见,但美系车型还是首次采用。下表为白车身的连接技术清单。
连接技术   连接点数量或连接长度    等价焊点数量/个      测算依据
焊-----点   6181个                               6181                        1:1
弧-----焊    4.7m                                   235                20 mm = 1 WSE
传统钎焊    3.6m                                   180                20 mm = 1 WSE
激光焊接    0.7 m                                   47                 15 mm = 1 WSE
激光钎焊    4.9m                                   163                30 mm = 1 WSE
粘接工艺    108.6m                              2172               50 mm = 1 WSE
冲压变形连接90个                                 90                  1 joint = 1 WSE

图4:ATS车顶激光焊接工艺

5.总结


在整个ATS车身用材在同级别车型中不乏亮点:比如shock tower的压铸铝合金工艺;109m的胶结长度;9.8%的超高强度钢滚压成型钢;纵梁前段采用连续变截面的铝合金挤压型材的应用以及考虑维修便利的连接方式等等。应该说还是能给我们选材和设计带来很多启示。

本文转自中国汽车材料网

最后编辑于2018-03-20 21:50:35
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