车身轻量化和重量减轻
众所周知，换车首先要加强操控的性能。轮胎、减震器、防侧倾杆等零件。是很多车友的首选改装项目。
这些部件都安装在车身上，有时候，车身会对转向特性和安全性产生决定性的影响。
但是，车身可能是最容易被忽视的部件，即使是参加过比赛的车辆也是可以改进的。
在这一系列文章中，我们邀请了我们自己的人体工程师大飞哥来给我们讲述人体知识。
希望车手、选手、车队能对车身的重要性有更全面的认识。
包括车身基础知识、轻量化方案、防侧倾架设计与构造、焊接工艺、损伤评估与修复、独家GK5车身分析。
轻量化是车身设计中非常重要的内容。更轻的车身意味着更好的动力，更好的刹车，更好的操控性和圈速。
原厂在设计中是如何考虑减重的？
改装和轨道减重过程中需要注意哪些问题？
来看看大飞哥的解释。
大家好，我是菲达。今天，我们将继续谈论车身。
快速回顾一下，上一篇文章介绍了整车的焊接逻辑、连接技术、强度和刚度，以及碰撞时力的传递原理和路径。改装汽车就像练车一样，需要一步一步来。先搞清楚你要改装的车的基本情况，然后你就可以根据车身状况、技术规则、场地等情况打造更合适的准备车了。
对车身的评价也是一件可重复的事情。在设计原理的基础上，积累足够多的与汽车相关的技术经验，我们自然可以对一款车身做出主观评价。
在今天话题的开头，我会尽量用简单的句子来说一下技术方面的内容——减肥瘦身。
在买车或者看车的时候，有些人会习惯性的按下引擎盖，按下车门，用自己的手去测试。有时候，他甚至感叹，“这车的铁皮太薄了，不会撞车的。”这些外部面板确实是为减轻重量而设计的。
那么，这款车是不是因为钣金薄而不耐撞呢？
是不是车身越轻越好？
继续这两个小问题。
说到车身轻量化，有一个关键词需要牢记:车身轻量化系数。这是目前评价汽车车身设计质量的重要指标之一，也是国际汽车领域流行的汽车车身设计评价指标。
轻量化系数的计算方法
l是轻量化系数。
MBIW是白色车身的质量(不包括车门盖和前后挡风玻璃)
CT是车身的静态扭转刚度。
a为四个车轮之间的正投影面积(即前后轮平均轮距乘以轴距)。
之所以选择轮距和轴距而不是车辆的长宽高，是因为轮距和轴距更能体现乘客舱的横向尺寸，这与当前国际主流设计趋势所追求的更大的可用乘客舱空和更小的停车面积是一致的。
也就是说，在不强制降低整车静态扭转刚度性能参数的前提下，BIW的重量越轻(轻量化系数越小)，设计就越合理。所以不仅仅是车身越轻越好。这要看轻重系数，系数和系数。
与0.001秒性能提升密切相关，即在扭矩和动力输出固定的情况下，车身轻量化系数越低，车辆动力性能越强，加速越快，燃油经济性表现越好。
从通常的数据来看，车辆质量每减少10%，燃油效率可以提高6%-8%。也就是说，整车重量减轻100Kg，百公里油耗可降低0.2-0.4/L，CO2排放可减少5g/Km左右。
对于纯电动汽车来说，重量是关键，更低的轻量化系数伴随着续航里程的增加。其实对于实用性来说，这才是车身轻量化研究的意义所在。
那么，车身轻量化在设计阶段有什么诀窍呢？
在众多轻量化因素中，首先要考虑的是车身的材质。在这里，普通材料和较新的材料放在一起。普及型车辆的主要材料是钢板，按其抗拉强度可分为普通钢、高强度钢、超高强度钢和热成型钢(或称硼钢，指冶炼时加入硼、锰等元素的合金钢)。
将钢加热到950℃的高温，然后一次成型，然后快速冷却形成强马氏体)。其抗拉强度范围可以从300 MPa到1000 MPa，一般热成型钢可以保持在1500Mpa以上。
材料强度的提高可以优化原有的多板体结构。例如减少加强板的数量和板的厚度。玩钢板有两种典型的方法:
激光拼焊——通过激光焊接将两块不同材料厚度的钢板焊接在一起，然后进行零件的冲压工艺。
不等厚钢板——即可以根据设计要求将卷材分成不同厚度的区域，切割后再冲压零件。从而减轻车身的重量。
车身上除了钢板，还会有铝、工程塑料、碳纤维。这些都不是新材料，但是由于每种材料的成型工艺和连接工艺的特殊性，铝是要介绍的主要材料。
首先，主机厂从产品的市场定位上要考虑铝的投入使用比例，还要考虑成本因素，所以每辆车的材料应用比例会有所不同。但是在车型级别这个大门槛上，波动比例的范围差别不是很大。
说到铝，有人叫好，有人质疑。其实大家的出发点都是对的，这个问题也是目前汽车行业讨论较多的地方。最初的全铝机身概念投放市场后，大家都叫好，但在市场的验证下淡化了很多。
首先，从材料本身的构成来看，高耐久性、高耐腐蚀性、高密度确实是其突出的特点，可以大大减轻车身重量。但如果车身是全铝的，在碰撞测试中绝对得不到好结果。
而且由于铝件成型成本高、连接工艺特殊、维护成本高，逐渐淡出市场热点。随着热成型钢的逐步推广和应用，其成型技术和制造工艺也越来越成熟，这也使得其在汽车车身中的应用比例不断增加。但为了让车身有一个良好的整体性，铝合金目前占车身的15%左右。
特别是在BBA，铝合金型材和板材以克林奇/HSN/FLS加胶的形式连接前后减震塔、副车架和隔板。如果有人问为什么选择这些地点，这是一个很好的问题。
隔板在车身内部，不是受力点，所以没有强度要求。对于减震塔和副车架，由于铝质轻，减轻了整车重量和车轮的重量和压力。这样可以让车轮弹跳更快，在车轮上释放更多的扭矩，提高方向盘的反应速度，从而有助于整车的操控性。
图为高压铸铝减震器塔。这种材质的改变可以用一个零件代替原来的14个零件，重量比钢板减轻了40%。
了解了材料对车身重量的影响之后，我们再来看看在设计中是如何体现的:首先，从区域上来看，减重孔会更多的分布在受力较弱的梁体和车身内板位置，在不影响整车刚性的情况下，可以起到非常好的减重效果。
一般在这些大于50mm*50mm的区域，可以根据功能性增加适当的减重孔。
此外，地板总成和加强梁上还会分布许多渗漏孔，以便在车身通过涂装点游泳池后，让电泳液从车身的孔中流出。在装配车间会用橡胶塞密封，在漏液的同时减轻重量。还有安装或维修用的孔，完成其工作后也有减轻重量的作用。
结构减重需要经验积累和试验验证。有经验的设计师可以根据自己的经验确定可以减重的部位，在进行合理减重的同时，规避减重操作的风险点和对身体的不良影响。
要让司机开这辆车感觉舒服不容易。对于普通车来说，要想在赛道上有一个优异的成绩，就要对车身进行整体优化。车身减重必须合理且只能优化，车身设计参数不得降低。而且还需要考虑防滚架的重量，与车身的配合位置是否与车身原有结构合理匹配，焊接质量是否达标。
看看我们上次离开的奥迪R8。碳纤维材料、铝合金型材、金属板和铸铝被用于形成完整的车身结构。
其实OEM对于每一款产品的诞生都是非常严格的，各种CAE仿真和实车测试手段也是非常完备的，这是形成一个体系的过程。不要用盲人的方式去理解。
对于R8的车身来说，是同样的铝合金，但是型材和板材的强度却是天壤之别。
型材比钢板高7-8倍，在吸能和抗冲击方面比铝板高几十倍，还有刚性。但是成型工艺相对复杂，成本很高，所以普通车辆只使用铝型材做前保险杠横梁。
铝型材和碳纤维材料的应用，整车刚性提升了不少。超高的抗拉强度(5500+)和屈服强度，可以保护驾驶者的高速行驶安全，减轻车身重量，降低轻量化系数，提高驾驶性能。
目前碳纤维有高强度、高模量、超高强度、高强高应变、超高模量等几种。随着进步，碳纤维也从之前的3.5GPa提升到5.5GPa，小生可以做到7.0GPa。
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