车身轻量化材料的应用进展.pdfVIP

74 2009年10月中同制造、Ip信息化第38卷第21期 车身轻量化材料的应用进展 黄宜松，陈吉清，龙江启 (华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640) 摘要：阐述了车身轻量化材料的应用现状，并着重介绍了车身轻量化材料的成形性能，同时指出． 开发兼具高强度和高塑性的钢板，改善铝合金的拉延性，进一步研究镁合金的成形性能，成为车 身轻量化研究的重点和发展趋势。 关键词：车身；轻量化；成形性能 中图分类号：TGl4 文献标识码：A 节能、环保、安全是当今世界汽车工业关注的 强度高、质量轻、成本低等特点，它是汽车轻量化后 主要话题，汽车轻量化技术是实现这一目标的重要 能够保证碰撞安全的最主要材料，所以高强度钢的 途径。研究表明，车重每减轻10％，油耗可降低 用量直接决定着汽车轻量化的水平。使用高强度 6％～8％l¨。车身质量占整车质量的40％，所以钢板代替普通钢板制造汽车车身，汽车自身质量可 车身的轻量化对于整车的轻量化起着举足轻重的 减轻30％～40％；代替普通钢制成的传动轴质量 作用。汽车轻量化的实现主要有2种途径：～是优 可减轻约10％旧J。目前，高强度钢主要应用于汽 化汽车结构设计；二是使用轻量化材料。前者经过 车车身、底盘、悬架、转向等汽车零部件。 不断研究开发，日趋完善，空间已相对狭窄。后者 由于高强度钢板屈服点高，降低板厚不会对冲 随着科学技术的发展和新材料的不断涌现，为汽车 压件的质量造成太大影响，因而可以减少外表面的 轻量化开辟了广阔的空间幢]。 厚度，达到减轻质量的目的。20世纪最后30年， 轻量化材料是指可用来减轻汽车自重的材料， 高强度钢板不断应用于汽车工业，在实现汽车轻量 可分为两大类：一类是高强度材料，如高强度钢板； 化方面已取得了显著的成绩，汽车用钢板逐步向高 另一类是低密度的轻质材料，如铝合金、镁合金、塑 强度化方向发展，当钢板厚度分别减少0。05，0． 料和复合材料等。轻量化材料对汽车工业的可持 10，0．15mm时，车身减重分别为6％，12％， 续性发展具有重要意义，它不仅关系到车辆的节 18％L3J。可见，增加钢板强度是减少钢板厚度并 能、减排、安全、成本等诸多方面，而且汽车轻量化 减轻车重的重要途径之一。 材料的应用对世界能源、自然资源和环境保护具有 此外，高强度钢的车身骨架结构，在保证车身 深刻的影响，它已成为汽车材料技术发展的主导方 强度和刚度的同时，同样可以实现减轻质量的目 向。 的。目前，乘用车所采用的车身结构，主要有独立 式钢质车身、组合式钢质车身、钢质立体框架和铝 1车身轻量化材料的应用现状 质立体框架等几种型式。各大汽车生产厂商都致 1．1 高强度钢 力于车身骨架结构的改造，根据2007年欧洲白车 虽然汽车制造中轻质材料不断增加，但钢铁材 身用钢会议资料，各获奖车型高强度钢(包括先进 料仍然保持相对稳定的主导地位，可是其内部结构 高强度钢)用量占白车身质量比例为：菲亚特 将发生变化。主要变化趋势是高强度钢的用量不 GradePunto CorSa68％、NiSsan 67％、opel Qashqai 断增长，铸铁和中、低强度钢的比例将逐步下降，高 AccOrd V70