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参考答案:

车体轻量化的原则:
1.尽量直接的力导入与力平衡:
设计中应使受力直接导入到主承载结构上,力无绕行,力尽可能大面积导入,力尽可能直接支承,不对称的设计尽量改为对称的设计,开口的型材尽量设计成闭口。
2.尽量大的面积惯性矩与阻力矩:在承受弯曲、扭转和压弯载荷的设计中,应在尽可能小的面积上实现大的惯性矩与阻力矩,也就是说剖面形状因子要达到最大。建议将较多的材料从结构中心移开,即从实心横截面到空心横截面、再到三明治的设计。
3.轻盈的结构:通过松散的构造,加固小横截面面积的平面支承结构。使用带有加强筋、下弦杆、三明治结构的刚度要比实心的支承结构的刚度要高出很多。
4.利用曲率的自然支承作用:通过顶部弯曲设计可极大的提高直盘和直板的抗弯刚度、压弯刚度和翘曲刚度,因为这种设计增加了面积惯性矩,消除了不稳定的趋势。
5.在主承载方向进行有针对性的加固性设计:有目的的引入正交各向异性或者各向异性设计可提高构件在确定的优先方向上的刚度。例如引入压槽来强化可能会发生弯曲损坏的构件。
6.优先遵循一体化原则:在已知条件下,轻量化设计结构应由尽量少的单一件构成。采用这种方法,模具的成本会更高一些,但是这可通过节省更多的材料,获取更高的安全性能或加工更少的单件数量得到弥补。
7.引入空腔:为了在保持刚度不变的条件下减轻重量,可以在承受很小载荷的区域引入“释放孔”。
8.充分挖掘设计的潜力:只有在确保安全的前提下,才可以考虑实现轻量化,但安全裕度不能盲目过大。

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