在賽車制造中如何實現(xiàn)輕量化？

在賽車制造中實現(xiàn)輕量化，主要有以下方法。

首先是材料選擇，像鋁合金、碳纖維復合材料等輕型材料，其密度比鋼鐵輕，但強度和剛度不遜色，能顯著減輕車重。

其次是零件減重，可通過材料優(yōu)化，把重材料零件換成輕型材料，還能通過構造優(yōu)化，減少重復零件、提高結構強度來實現(xiàn)。

再者是簡化設計，減少零件數(shù)量、簡化復雜設計并加強零件連接，在減重的同時要保證零件強度和剛度，不影響賽車性能和安全。

車架優(yōu)化方面，材料選擇很關鍵，鋁合金、鈦合金、碳纖維等輕質高強材料能提供更好性能。形狀優(yōu)化能改變車架形狀和結構，提高強度、剛度和穩(wěn)定性，常用梁式車架、空心車架等。連接優(yōu)化也很重要，合適的連接方式和材料能保證車架穩(wěn)定性和強度，如螺栓連接、焊接連接等。

減震優(yōu)化能減少沖擊和振動，提高賽車穩(wěn)定性和安全性，可安裝減震器和減震材料。比如大學生方程式賽車中，通過 AltairOptiStruct 軟件進行優(yōu)化立柱設計。在設計過程中，考慮多種荷載工況，包括顛簸、過彎、制動和加速等。OptiStruct 能利用拓撲優(yōu)化方法預測更好的結構形態(tài)，縮短 CAE-CAD 迭代的整體設計周期，通過強大的形態(tài)和尺寸優(yōu)化功能提高設計性能，還能快速完成網(wǎng)格劃分，構件質量檢驗和邊緣檢驗功能也易于使用，制造約束簡單易用，結果易于解釋。

在跑車制造中，以路特斯為例，其 Elise 和 Exige 車型的輕量化體現(xiàn)在復合材料車身取代傳統(tǒng)鋼板車身、一次擠壓成型的鋁合金底盤減重且增加結構強度、極度精簡的內飾。而蘭博基尼和捷豹等品牌也在車身和內飾上使用碳纖維材料。

一般內燃機汽車中，奧迪的 ASF 結構是高強度鋁合金框架結構，能減輕車身重量，提高剛度和防撞功能，之后又提出多材料車身結構，結合鋁、鋼和纖維增強塑料，降低成本，應用更廣泛。此外，在車身覆蓋件、地板和座椅上也使用輕質材料。

電動汽車方面，寶馬的 i3 采用 LifeDrive 架構，由 CFRP 制成的客艙和全鋁制底盤組成，車身覆蓋件也用 CFRP，但成本較高。特斯拉用碳纖維車身覆蓋件，日產(chǎn)改款聆風降低車身重量，大眾取消 e-up!電池冷卻系統(tǒng)，新款沃藍達采用輕量化車身結構。

像東風凱普特星云這樣的車型，在動力系統(tǒng)方面，發(fā)動機、變速箱和前后橋都實現(xiàn)了輕量化，帶來燃油經(jīng)濟性和動力性提升。模塊化集成設計，如油箱和尿素集成化，還有多種零部件集成，降低成本，提升通用性和便利性。工藝方面，車身布局充分考慮改裝需求，削減零部件，提升可靠性和便利性。