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摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。为提高制造企业设计效率和设计水平，以车辆机械系统设计开发为研究对象，提出了一种基于案例推理和规则推理的车辆机械系统智能设计系统的总体结构，构建了系统基础类库、数据库、案例库，采用相似度算法和变换矩阵算法实现了案例推理过程中车辆零部件的正确装配。本文就采用新材料和智能设计方法制造未来车辆展开探讨。
关键词：未来车辆；新材料；纤维增强复合材料；设计
引言
减少车辆燃料消耗以及降低。车辆排放对环境的污染已经成为车辆工业可持续发展所急需解决的主要问题。轻量化技术一直是车辆工业发展的重要性内容，车辆自重的减轻也是有效降低车辆排放、提升车辆燃烧效率的重要前提。一些研究报告中指出，当车辆重量每降低10%，车辆的油耗便可以降低约6%～8%，车辆的排放能够减少约4%。为适应和满足车辆未来发展需要，轻量化已经是目前世界车辆材料发展的重要方向。
1车辆机械智能设计系统的总体结构
车辆机械智能设计系统通过构建知识案例库，可以最大限度地应用设计师长期积累的经验，减少概念设计中的重复工作量，提高车辆机械系统的设计研发效率，缩短研发时间。根据车辆机械系统研发中遇到的问题(如知识匹配工作量大)，构建车辆机械知识案例库和辅助信息库，对车辆发动机、散热器、齿轮等关键部件及整机性能进行分析。使用合理的知识表达方式构建的车辆机械智能设计系统的总体结构如图1所示。用户通过友好的用户界面，输入车辆的设计要求，完成车辆机械系统的总体选型和功能设计，通过推理过程完成车辆机械各关键部件的结构设计和参数设计，若设计结果不满足设计要求则重新设计。
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图1 车辆机械智能设计系统结构框图
2新材料在模具设计中的应用
模具设计作为我国经济发展中基础性产业，对我国经济发展有着重要的影响。而纵观现阶段模具设计的应用，其中。而在模具设计中进行新材料的应用，则为模具设计行业的发展提供保障。而针对模具设计的实际开展，其中需要涉及到诸多方面，例如模具材料的选择以及模具设计工艺的选择。通过在模具设计中进行新材料的科学应用，可以实现模具设计效率和质量的大幅度提升。而相较于传统材料，模具设计中新材料的应用具有更好的性能和质量表现。而在现阶段模具设计中进行新材料的应用，主要包括普通钢、环氧树脂、invar钢、铝合金、钛合金等。针对普通钢材料的应用，在具体应用中具备力学性能突出、成本等优势，该材料主要适用与型面曲率较低模具中。针对invar钢材料而言，在力学性能方面表现更为良好，优势相较于普通钢更为明显，并且invar钢材料在成本、材料膨胀系数方面表现更为出色，所以该材料适用于各种复杂要求的模具中。与此同时，模具设计中应用新材料，其中还涉及到对数控加工技术的应用，进而在提升模具设计效率的同时，保障模具设计的精准性。另外，新材料应用于模具设计中，还需依据具体情况进模具表面的处理，并且新材料的应用可以有效避免传统材料在应用过程中存在耐腐蚀性较差的问题。此外，新材料的运用其中还包括相应的特殊工艺，例如激光处理、化学处理、表面覆盖工艺等，进而在提升新材料模具表面光滑性的同时，实现对模具性能的替身，避免模具后期出现变形的现象。
3车辆轻量化材料分类
3.1高强度钢材料
钢铁材料是车辆材料构成基础部分，其强度、硬度能够满足标准规范要求，技术辅助应用之后的车辆材料整体质量都能有效性提升。高强度钢板材料在车辆的零件、车架等部位的应用相对较多，普通钢以及铸铁材料能够将车身的质量进行调整。高强度钢在车辆结构中的应用，对车辆的转向、底盘应用都有着极强的辅助作用，最终能够达成轻量化的基本目标。
3.2镁合金
镁合金具有优异的散热性和减震性，其重量只是铝合金材料的66%。根据其良好的性能在车辆产业中也逐渐得到重视，主要应用在方向盘、轴承、安全气囊底座和车身部分。在欧洲和美国车辆材料领域应用广泛，已经投入使用和正在产品研发阶段的车辆用镁合金产品分别为60和100余种，其中镁合金的单车用量分别为9.3～20.3kg和5.8～26.3kg。但在国内由于镁合金生产工艺较复杂、成本较高，在单车上的使用量不足1.5kg。我国应加大开发利用镁合金简化生产工艺、优化性能，在车辆材料轻量化上充分发挥其轻质优点。
3.3高性能磁性材料
我国车辆行业朝着混动、电动、智能化的方向不断发展，这就促使高性能材料在现阶段车辆制造行业中得到广泛的应用，例如车辆的传感器、电机以及电动机等部件中，都涉及到对高性能磁性材料的应用。在具体应用中，高性能磁性材料的应用具有较强的实用性，并促使车辆的部件系统变得更为轻量化，提升车辆部件的功率，并降低激磁损耗的现场产生，进而大幅度提升车辆整体的性能。
3.4钛合金
钛合金具有质量轻、强度高等特点，在车辆工业轻质金属材料中占据十分重要地位，钛合金的强度与合金钢相似。与此同时，钛合金具备的优越性能可以支持其在很多恶劣条件下保持自身特点，在很多恶劣条件下，铝、镁合金材料一般是难以满足车辆制造商的需求。不过，钛合金的价格昂贵，加工工艺复杂，极在商用车辆中应用有限。近些年，价格相对低廉的钛合金材料不断被研发出来，通过不断改进钛合金材料的加工工艺，有效降低了其制造加工成本，一定程度上促进了钛合金在车辆工业中的应用。随着制造成本的降低，很多车辆厂商已经成功将钛合金材料应用于批量生产的商业化轿车上。钛合金材料主要用于车辆上的发动机和车辆底盘零件，钛合金零部件具备的出色性能，使得发达国家每年用量不断升高，而钛合金制造和加工技术不断发展的今天，其生产和加工成本逐年降低，今后一段时间，钛合金材料制造的零部件将在车辆上发挥更多作用。
4达成车辆轻量化的材料应用相关举措
4.1新材料应用规模
新材料研发之后，需要车辆轻量化加大应用范围。所以对于生产商来讲将新材料的生产规模扩大化是十分必要性的。将新材料的性能进行开发与调整，结合车辆轻量化的基本目标，做好生产制造阶段的各种因素的管控与处理，能够确保材料的整体应用性能，加之技术手段辅助，材料价值作用能够在车辆生产制造过程中全面展现出来。当我们能够结合材料适用范围以及基本规模，做好对整个车辆制造市场的开拓。企业单位可以从自身经济效益追求目标入手，协调材料生产与市场经济的基本需求，做好成本预算控制柜工作，并在原有的材料种类基础上进行创新，车辆轻量化目标全面达成。
4.2车辆结构设计优化
车辆结构优化设计包含了拓扑优化、尺寸优化、形状优化、多学科设计优化等内容,对车辆结构进行科学设计加工，在一定程度上提高车辆结构的强度的同时，还节省生产材料、降低车辆质量。例如在进行结构设计中，广泛的使用夹芯板，搭建车身结构框架时广泛设计环形结构，减少或避免悬臂梁。
结语
车辆工业作为我国国民经济的重要产业，近年来取得了飞速的发展。车辆工业在快速发展的同时，也面临着环境污染，资源匮乏以及安全问题。车辆节能、环保、安全不仅是国际车辆工业的发展方向，也是我国车辆产业政策的要求。国内外车辆新材料的发展与应用已取得显著成效，并在车辆轻量化中发挥着愈来愈重要的作用。车辆轻量化新材料及其应用技术的不断发展，必将有助于推动车辆产业的可持续发展。
参考文献
[1]郭容,刘咸超,杨越.新材料在模具设计和车辆制造工艺中的应用[J].南方农机,2018.
[2]陈玲琳.CAD/CAE软件在车辆塑料内饰件模具造型设计中的应用[J].塑料工业,2018,46(12):95-100.
[3]王维.车用材料现状及发展新趋势[J].新材料产业，2018（10）：8-12.