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为获得高性价比的设计-材料-制造方案,有必要开展轻量化评估方法和模型的研究。轻量化高性能汽车钢冲压件的首要设计准则为优先选择比强度大的钢板。分别以高强汽车钢板的屈服强度和抗拉强度值为变量,通过非线性拟合获得关于减重系数r的指数函数r=r0+Ae-kR。减重系数值越大,轻量化效果越明显。性能权重法可将对性能的定性评估定量化。通过引入性能权重因子将某些定性的性能评价指标转换成定量的比较值。建立由于强度提高引起的针对减重、成本和环境影响指标的轻量化评估模型。基于屈服强度的轻量化评估和应力分析,确定以中锰第三代汽车钢TG750替代380L钢元宝梁的轻量化方案。轻量化后的元宝梁形状不变,厚度减薄1mm,减重约16.7%。成功开发强塑积高达29.5GPa%的TG750热轧钢板。TG750钢的高强高塑性,提高了钢板成形性能,有效避免成形边部开裂。随着强度的提高,需重视TG750钢的耐延迟断裂性能和疲劳性能。台架试验后元宝梁与连接处完好,验证轻量化方案取得较好效果。热成形防撞梁随抗拉强度的提高引起减重系数相应增加。1500、1700、2000和2200MPa四个强度级别热成形件的减重系数为037～0.73。研究关键热成形工艺并开展模具优化设计。热成形件性能评估表明,随着强度的提高,防撞梁静压最大抗力增加,焊接性能均满足要求,耐延迟断裂和疲劳性能降低。分析了 0.1C-5Mn温成形B柱的原料钢板和成形工艺特性。设计优化温成形工艺和模具结构。在热成形产线上开展温成形件试制。相对于冷冲压B柱,热成形和温成形B柱制造成本略有增加,但在提高性能、减重和降低碳排放方面效果显著。在同等减重效果下,温成形件的性能、制造成本和能耗则优于热成形件。按照性能权重法,考虑侵入量、吸能、冲击面反作用力和安全性等性能指标的权重因子。为获得高性价比热成形防撞梁,确定定制热成形A1700防撞梁的轻量化设计制造方案。成功制备组织和性能与设计值相当的定制热成形件。