打造民族汽车自主创新平台

　　本报记者 张茧 刘爱民 通讯员 唐珍名

　　金秋时节，湖南大学车辆工程学科一系列精彩亮相让全国同行瞩目———

　　“汽车车身先进设计制造国家重点实验室”正式获国家科技部批准；

　　与湖南同心实业等兴办全国首个汽车车身工程技术研究中心；

　　与上汽通用五菱汽车建立全方位长期合作，校企共建民族汽车产品研发新模式；

　　以技术支持湖南晓光科技，在湖南环保科技产业园建立车身覆盖件模具生产基地；

　　合资扩建湖大三佳模具工程有限公司生产基地，使之成为全国最大的汽车模具生产基地之一……

　　所有这一切，都与中国工程院院士、湖南大学校长钟志华领衔的两项分获国家科技进步一等奖和二等奖的自主创新成果密切相关，依托这些科研成果，湖南大学正在打造一个民族汽车自主创新的大平台。

　　让汽车变得更漂亮———薄板冲压工艺的重大突破

　　奔驰在大街上的一辆辆汽车，有的雍容华贵，有的流畅舒适，还有的时尚大方，之所以给人不同印象，就是因为他们拥有各自的外观。而漂亮的车身外观，依赖薄板冲压技术，车型设计好之后，必须用车身模具冲压成型。

　　说来容易做来难。薄板在冲压成型时，涉及到大量的力学变量计算，如何选择合适的有限的变量参数来最大限度地模拟实际状况，是一个世界性的难题，其中涉及到接触界面的搜寻、接触力的计算、薄壳结构大变形等复杂力学问题。冲压工艺和模具的传统设计方法是依据工程师的实践经验，设计出工艺和模具的初步方案，经过反复的试模修模，以达到零件的设计要求。这种方法周期长、成本高，还不能保证质量，难以满足线条流畅的现代时尚车型的制造要求。因此国内汽车生产的车身模具多依赖进口。一个较完整车型的车身模具，少的2000万美金，高的甚至要8000万美金。

　　1995年，钟志华回国成为湖南大学汽车学科的学术带头人，他将自己在瑞典留学期间取得的突破性理论和计算方法运用到汽车安全设计和车身制造中去，并不断开发新的技术。他带领李光耀、成艾国、杨旭静等课题组专家，开始对“薄板冲压技术”进行攻关。

　　实验室里、计算机前，经过2500多个日日夜夜的辛勤劳作，他们不仅开发了多项新的冲压工艺和模具技术，还成功地将计算机仿真技术和计算机辅助设计，以及计算机辅助制造技术进行系统集成，应用于薄板冲压成型，彻底改变了过去主要靠经验设计和手工制模的方式。他们以研发冲压成型设计计算理论以及软件系统为突破口，系统地研究了从基础理论到数字建模、计算机仿真分析、冲压基础技术的试验、冲压工艺设计与优化，再到模具设计制造的多学科技术，取得了多项国内外独创的成果。特别是发明的斜拉延筋模具技术，为解决传统工艺冲压拉裂和起皱的缺陷提供了有力工具。

　　在课题鉴定会上，专家认为该技术达到国际先进水平，为解决冲压成型中的不同工程实际问题提供了有力工具，为我国汽车制造技术的自主创新和参与国际竞争提供了强大的技术支持，对振兴民族汽车产业具有重要意义。由于成果具有重大创新，钟志华领衔完成的“薄板冲压工艺与模具设计理论、计算方法和关键技术及在车身制造中的应用”，获得了2002年度国家科技进步奖一等奖。

　　该成果获奖前，已在上汽通用五菱汽车股份有限公司、湖南同心实业等国内10多家汽车和模具生产企业得到推广应用，取得了显著的经济效益和社会效益。获奖后，又相继在重庆长安、东风渝安和三一重工等企业的新产品开发、制造装备国产化方面获得成功应用。应用该成果，近三年就涉及新增产值超过3亿，利税过3000万元。

　　让汽车驾乘更安全———碰撞安全技术摆脱对国外依赖

　　一辆技术先进的汽车，不仅要有时尚漂亮的外型，更要保证驾乘的安全性。汽车碰撞安全性设计与改进技术，也一直是湖南大学车辆工程学科科研攻关的重要方向。以钟志华为首的课题组经过在国内外近20年的攻关，研发的“汽车碰撞安全性设计与改进理论、方法和关键技术”，获得了2004年度国家科技进步奖二等奖。该成果的重大意义在于使我国汽车碰撞安全技术摆脱对国外的依赖，为我国汽车产品的自主创新提供了技术支持。

　　据介绍，课题组在提出汽车碰撞过程仿真计算的新理论的基础上，开发了具有完全独立自主知识产权的汽车碰撞仿真分析CAE系统软件，并成功移植到超级计算机上。提出了多项汽车碰撞安全性设计理论与方法，使汽车碰撞安全性设计在缓冲空间利用率上达到毫米级，在缓冲时间利用率上达到毫秒级。同时，他们还提出了自适应安全气囊新理论及设计方法，为减少安全气囊对车辆乘员造成误伤害及最大限度地发挥安全气囊的保护作用提供了有效对策，并在此基础上开发了安全气囊设计以及具有国际先进水平的汽车碰撞安全仿真与试验的成套技术与装备。

　　在大量系统研究的基础上，钟志华创造性地提出了一种具有独特安全性能的全新的类菱形新概念汽车整车设计方案，并制造出样车。该方案使汽车具有低成本下的优越被动安全性、优良的空气动力学性能、良好的机动灵活性和优良的平顺性，为结构优化和减轻整车重量提供了良好平台，被誉为中国真正意义上的第一款“概念车”。

　　课题组发现，大量没有配置安全气囊的价格低廉的经济型微车，对碰撞安全性设计技术的要求反而更高。于是，他们又主动啃起了“硬骨头”，与有着20多年微型汽车开发和制造经验的上汽通用五菱汽车股份有限公司合作。在相关理论研究的基础上，他们研制出多项具有重要创新的汽车碰撞缓冲吸能结构及装置，其中包括具有优良碰撞吸能性能的新型方向盘、保险杠、主吸能梁和关键车身结构等。另外，还自主开发了既有优良加速性能，又具有很好经济性能的贮能式汽车碰撞牵引装置，而价格只有同类进口设备的10％左右。

　　凭着这些成果，他们在参与上汽通用五菱“五菱之光”车型的碰撞安全性设计时，提出了比国际知名的英国MIRA汽车技术公司更优的方案。通过联合攻关，终于使五菱之光在不配安全气囊的条件下，通过了国家碰撞安全法规检验，且主要指标远优于国外公司开发的同类产品的同类指标。由于驾乘舒适安全，经济实用，自2002年11月下线以来，五菱之光已累计销售超过50万辆，成为我国完全自主开发的汽车单个车型销售最多的产品。

　　目前，该项技术成果已被多家汽车企业和相关单位应用，仅上汽通用五菱一款车型的开发和应用，在2005年就涉及到新增产值过10亿元、新增利税过1亿元。前不久，上汽通用五菱又通过评审，决定委托湖南大学车辆工程团队负责研发一项安全性要求更高、综合性能更好的未来主导车型安全设计，为此，学校已派出30多名博士硕士常驻企业，与该公司研发团队共同作战。

　　“我们将以推进我国汽车技术与产品的自主创新为己任，在已有成果的基础上向更高的水平迈进。”面对未来，钟志华和他的团队信心百倍。