[00885704]汽车轻量化典型零部件先进工艺及制造技术研究与产业化应用

汽车轻量化是实现“节能减排”国家战略的重要措施，高强钢、铝合金、塑料复合材料等轻量化材料的大规模应用是实现轻量化的最有效途径之一。在工业强基、“973”项目、重庆市杰青基金、重点研发计划等多个国拨项目和企业自筹项目的支持下，历时约8年，重点突破了超高强钢辊压3D弯曲、超高强钢热冲压精益仿真、铝合金焊接变形、复合材料成型成性分析等关键工艺和制造技术，通过典型轻量化零部件的材料选择、结构设计、性能分析、工艺仿真、试制试验等环节，实现了在车型上的大批量应用，主要技术创新点如下： 1、开发了马氏体超高强钢辊压-激光焊-3D弯曲一体化成型新工艺，并应用于1700MPa级别A柱加强件，1500MPa级别门槛加强件等产品，材料利用率达到97％，实现减重25％。 2、建立了基于温度场、应力场、相变耦合和高温材料参数驱动的热冲压成形精益仿真技术，开发了中国首条激光拼焊变厚度集成化热冲压生产线，所开发的热冲压车身门环产品，相比传统热冲压件减重12％、模具费用减少15％。 3、设计了不同尺度铝型材变形控制结构，开发了铝合金焊接热变形补偿工艺及CMT焊接智能制造系统，建立了变形铝合金零部件专用焊接自动化生产线，实现了电池包下壳体、转向支撑、前碰撞横梁等铝合金部件的生产应用，平均减重40％，零件合格率达95％以上。 4、采用有限体积法和Level-Set界面追踪技术，实现了注塑过程的混杂纤维取向动态模拟和变形预测，建立了综合考虑成本和性能的复合材料零件设计方法。 该项目获授权发明专利18项，发表SCI/EI论文21篇，其中SCI收录13篇，EI收录8篇，建立国家标准3项，计算机软件著作权2项。该项目成果应用在11款车型上，累积实现销售汽车147.3万辆，收入872.96亿元，其中新技术带来新增收入52.64亿元，新增利润5.11亿元，新增税收4.99亿元。该项目解决了汽车轻量化典型零部件结构设计、仿真分析、成形工艺、装备制造等关键技术，提升了中国汽车轻量化技术水平，推动了中国轻量化领域产业链的持续快速发展，产生了巨大的经济社会效益。 该项目得到塑料模具领域的申长雨院士、高性能钢铁材料制造领域专家毛新平院士和车辆工程领域孙逢春院士的认可和推荐。