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一、国家为什么要推行轻量化
1、节能减排降低(reduce)环境污染
经过众多研究实验(experiment)发现,汽车轻量化改造可以有效提升能源燃烧效率以及降低油耗,针对目前汽车行业对大气的污染,有一定的改善,所以汽车行业轻量化是整个行业的发展趋势(trend)。
2.汽车制造行业技术的升级换代
轻量化的前提是保证安全行驶如不能满足这一要求,即时汽车环保油耗特别好也不具有意义。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。如果非要追求安全性,重达数十吨的装甲车是首选。因此轻量化是汽车制造行业的必然趋势(trend),目前轻量化主要是最大化减少汽车自身重量,但是,车身作为汽车的主要承重部件,仍需要保证车身足够的刚度、强度和疲劳耐久性能,从而保证整车具有良好的安全、振动噪音和耐久性能,这无疑对轻量化提出了更高的要求,这对汽车制造业技术升级换代也是一大考验
copyright 123456 二.汽车行业轻量化的基本原理:
1.保证具有足够的刚度
刚度是对材料抵御外力变形的能力的衡量指标(target aim),良好的刚度是车辆NVH性能、车辆动力性能和疲劳耐久性能的基础,常见的技术指标有车身扭转刚度等。而刚度与材料的弹性模量有关,比如采用高强钢并不会提升车身的刚性,因为钢的弹性模量都一样。
2.保证具有足够的强度(strength)
强度(strength)是是产品遭受冲击后维持原本功能的能力,常用于在车身碰撞测试时安全性(security)、耐冲击等性能指标的评估。
碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料,通过不同的加工方法,加工成为能够满足使用要求的材料制品。
3.保持良好的抗疲劳性
疲劳耐久性能是指零部件长期受力继续维持功能的能力,车身的可靠性、耐用性就是基于此指标进行评估的。
123456 三.厂商实现汽车轻量化的途径有:
1.优化车身结构,提高材料(Material)利用效率
对车身设计链接结构进行优化,如汽车底部使用连续性金属;增加加强筋数量和强度;设置车辆防滚架平衡杆,选用新材料(Material)减薄车身板料厚度等。
2.加大新材料(Material)的研发与应用:
例如使用高强度(strength)热成型钢材、轻合金(alloy)(铝(Al)合金、镁合金)、记忆金属(微晶钢)、工程(Engineering)塑料(结构:合成树脂、增塑剂、稳定剂、色料)、陶瓷(原料:非金属矿物)、碳(C)纤维、玻璃纤维等。碳纤维配件“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。
3.技术升级换代,优化(optimalize)制造工艺:
123,123 比如激光(LASER)焊合、搅拌摩擦焊、挤压成型、热压成型、锁锚连接、一体成型等。再比如使用结构胶;再比如使用发泡材料(Material)替代(用一物质代替另一物质(多为强者取代弱者的地位))原有填充材料。现在汽车厂商所有的设计都是在保证原有汽车性能和安全性(security)不降低(reduce)的情况(Condition)下,若有影响(influence)汽车安全性则轻量化的事先没有意义。
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