本文基于电动SUV，对其白车身进行轻量化设计。因为对于整个车身的轻量化设计是一个庞大的工程，需要众多设计部门的合作，因此本文选取白车身的一个主要部件前防撞梁，在原防撞梁的基础上对其从结构和材料两方面进行轻量化设计。本文综合分析几种材料的各方面性能和成本，选取铝合金材料对原防撞梁进行轻量化设计。主要采用的方法是刚度等代替换法。具体运用到CATIA三维建模软件和LS-DYNA有限元分析软件。将用CATIA建立好的三维数模输入LS-DYNA，在特定的工况下对其进行碰撞仿真，并对碰撞结果进行分析，验证是否符合碰撞要求。关键词 防撞梁，轻量化，等代替换，三维建模，碰撞仿真
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外的研究现状 2
1.3 本论文采用的研究方法与内容 3
2 对SUV电动车车身材料轻量化的分析与选用 4
2.1 对电动汽车车身材料轻量化的分析 5
2.2 前防撞梁刚度等代设计 8
3 对SUV电动车车身结构轻量化的设计分析 10
3.1 对电动汽车车身结构轻量化的分析 10
3.2 对电动汽车前防撞梁结构轻量化的设计 10
4 用CATIA建立防撞梁数模的基本步骤 11
4.1 前防撞梁前后板三维数模的建立 11
4.2 前防撞梁后板加强板三维数模的建立 14
5 碰撞有限元模型的建立与分析 16
5.1 碰撞有限元模型的建立 16
5.1 仿真结果分析 18
6 新防撞梁的经济性与可行性分析 20
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 绪论
1.1 课题研究背景
现在只要提到“汽车车身轻量化”就是节省燃料，但轻量化的好处不仅仅是省油，它还能够从不同方面提升车辆的部分性能。汽车轻了导致汽车百公里加速时间缩短了，惯性小了导致制动距离缩短，操控性便能得到很好的提升，当然，也做到了节能减排。
据有关方面介绍，某款新车型采用全 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
铝车身技术，和上一代采用钢材料做车身的车型相比，汽车质量减少约17%，燃料的燃油效率提升约22%，汽车的耐久性提升约2%，操控的稳定性能提升5%，越野性能提升了10%，NVH改善了约14%，风阻降低了约12%。
清华大学周青教授表示，从消费者心理、汽车主机厂的方面考虑，也许需要他们期待的是一款中高档的车，但是从汽车安全和汽车行业的角度，新能源汽车、节能的车、安全的车、轻量化的汽车才更重要。汽车轻量化不仅可以做到节约资源，降低生产成本，而且能提升车辆各方面性能，最重要的是可以提升安全性。
汽车轻量化与保护环境、节能减排有着非常密切的联系。依据相关政策介绍，国家规定要求到2020年以后新上市的汽车排量需要达到每百公里5升的标准。依据汽车行业统计的结果估测出，每减少10%的汽车整备质量，就能达到节省燃料6%至8%。
而对于新能源汽车而言，虽然比传统燃料汽车减少了发动机，但是新能源汽车比传统汽车增加了电池组和电动机，因此新能源汽车比传统汽车增重的质量达到300Kg多，因此轻量化对于新能源汽车就是不可缺少的研究方向。目前对于提高电动汽车电池能量密度的技术还很不成熟，所以我们需要做到在现有电池能量密度在短时间内得不到提升的前提下，对电动汽车进行轻量化设计，从而最大程度的增加电动汽车一次性冲满电的总的行驶距离，提升电池的能量利用率。
从安全角度来看汽车设计，相对于重型的汽车，轻量化和小型化的汽车对于乘客来说安全性更高。据相关研究结果表明，如果道路中行驶汽车的平均质量能够降低，就能够在很大程度上的降低事故死亡率。并且随着汽车主动安全技术的不断完善，小并且轻的车控制性越来越好，因此在发生事故时，对于乘客的伤害会降低很多。
提起整车重量很低的车，很多人潜意识就是不够安全，大部分人认为越重的车安全系数越高，但事实不是这样的。这主要原因是大家都没有真正了解汽车轻量化的内在意义。轻量化必须以确保汽车的安全性能和速度等各方面指标为基础，最大地把汽车的总体质量降低。减重后的汽车是有许多优点的，特别对于电动汽车来说，要想使汽车企业在市场上占有一席之地必须对电动汽车进行轻量化设计。
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 国外研究现状
现代汽车车身设计已经不是以从零开始，而是以一个成熟的平台为基础，基于模块化、平台化的新的汽车设计理念，汽车开发周得到缩短。因此，目前大多数国内外主机厂在对电动汽车车身进行设计时，为了最大的减少开发时间和尽可能的减少花费，大部分是基于成熟的内燃机车型或者在老款车型上通过改型设计开发电动汽车车身，虽然通过这种模式来开发电动车车身在技术要求上是可以满足的，也可以缩短开发时间和降低开发费用，但是也在一定的程度上被之前的汽车设计方案给束缚住了，因此很难有新的设计方案出来。在汽车轻量化方面德国一直处于领先地位，因为德国本来就是汽车生产制造的大国，这依靠于德国完善的工业体系，因为德国主要支柱产业一是汽车、二是机械制造、三是化工，而且化工和机械制造比重接近，这三种重要的产业搭配可以使得他们在汽车轻量化方面得到全面的进步升级。
就目前对于电动汽车进行的车身轻量化的研究中体现，整个汽车行业针对车身轻量化研究的并不多，各大主机厂对于电动汽车开发的车身产品也相对较少。随着电动汽车的越来越得到大众的接受，鉴于SUV电动汽车在中国的市场前景，十分有需要针对其车身特点进行轻量化的设计。
1.2.2 国内研究现状
我国的汽车工业起步晚、发展满，与西方发达国家存在一定的差距，其中对于电动汽车车身轻量化研究方面与汽车工业发达国家主要在以下5个方面存在差距：
第一，我国材料行业基础不好，在材料行业方面，我国与发达国家一直存在差距。
第二，国内汽车行业。近些年，我国汽车行业虽然进步很大但是与国外的汽车行业还是有很大的差别，其中合资品牌有自己的供应链平台，本土材料企业很难被外资企业认可。
第三，我国企业很难有效的控制材料的加工成本，大部分都是不计成本的生产材料，而且效率非常底下。比如碳纤维，材料本身成本不是那么昂贵，可使由于我国企业加工工艺的技术问题导致的加工效率低、成品率低，才最终造成了碳纤维材料的价格昂。
第四，新材料标准不够完善。因为没能够完全掌握新材料的生产方式，因此一直没有建立健全的标准。

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