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当前,节能、环保、安全、舒适、智能和网络是汽车技术发展的总趋势,尤其是节能和环保更是关系人类可持续发展的重大问题。因此,降低燃油消耗、减少向大气排出CO2有害气体及颗粒已成为世界各国汽车工业发展的重要参考因素。作为提高汽车的节能性和环保性、降低燃油消耗及减少排放最有效的措施之一,汽车轻量化已成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。
当前汽车轻量化研究主要集中于以卜两个途径：一是改进汽车结构,使部件薄壁化、中空化、小型化、复合化以及内饰、发动机和所有汽车零部件进行结构和工艺改进等。二是采用轻量化的金属和非金属材料,主要是指铝合金、镁合金、高强度钢材、工程塑料、复合材料以及陶瓷等。
本文结合当前国内外汽车材料轻量化发展趋势,以发动机罩板为研究对象,以壳体有限元理论为指导,从结构性能的角度,进行了基于CAE的汽车发动机罩板材料轻量化研究。文章探讨了发动机罩板CAE仿真分析相关壳体有限元理论；根据发动机罩板的形状特征,建立了五种工况作用下的发动机罩板CAE模型；分别选用了ST14钢板、BH340高强度钢板和6016铝合金为发动机罩板材料,其中BH340高强度钢板和6016铝合金为发动机罩板的轻量化替代材料,对这三种材料的发动机罩板的抗弯、抗扭、抗凹性、局部受压和模态等结构性能进行了CAE仿真分析。分析采用ST14钢板材料发动机罩板结构CAE仿真结果为比较标准,将另外两种材料的发动机罩板结构CAE仿真结果与之对比。最终对比结果表明：在保证结构性能不变的情况下,6016铝合金发动机罩板体现了较好的轻量化特性；而BH340高强度钢板较ST14钢板相比由于厚度减薄比例偏高,虽然质量得到一定的减小,但结构性能也有较大的减弱,轻量化效果不是很明显。