一、 非金屬材料分類及在汽車上的應用概述
汽車工程材料包括金屬材料和非金屬材料。其中金屬材料包括黑色金屬和有色金屬;非金屬材料包括高分子材料、陶瓷材料、複合材料。
高分子材料又分為工程塑料、合成纖維、橡膠、膠粘劑、塗料。工程塑料主要指強度、韌性和耐磨性較好的,具有價廉、耐蝕、降噪、美觀、質輕等特點,可用於汽車保險槓、汽車內飾件、高檔車用安全玻璃、儀表板等零部件。合成纖維是指單體聚合而成具有很高強度的高分子材料,如尼龍、聚酯等,用於汽車座墊、安全帶、內飾件等。
橡膠具有高的彈性和回彈性,一定的強度,優異的抗疲勞,良好的耐磨、絕緣、隔聲、防水、緩衝、吸振等特點,用於製造汽車的輪胎、內胎、防振橡膠、軟管、密封帶、傳動帶等零部件。各種膠粘劑起到粘結、密封等作用。塗料對車身的防鏽、美化及商品價值有不可忽視的作用。
陶瓷材料分為陶瓷、玻璃,陶瓷用於製造火花塞、感測器等;玻璃用於製造汽車前後門窗、側窗等。
複合材料包括非金屬基複合材料、金屬基複合材料,用於汽車車頂導流板、風擋窗框等車身外裝板件。
二、 塑料、橡膠在汽車上的應用
1. 一些基本概念
應力和應變:當材料受到外力作用,而所處的條件使它不能產生慣性移動時,它的幾何
形狀和尺寸將發生變化,這種變化就稱為應變。材料發生巨集觀的變形時,其內部分子間以及分子內各原於間的相對位置和距離就要發生變化,產生了原子間及分子之間的附加的內力,抵抗著外力,並力圖恢復到變化前的狀態,達到平衡時,附加內力與外力大小相等,方向相反。定義單位面積上的附加內力為應力,顯然,其值與單位面積上所受的外力相等。
彈性模量:對於理想的彈性固體,應力與應變關係服從虎克定律,即應力與應變成正比,比例常熟成為彈性模量。可見彈性模量是材料發生單位應變時的應力,它表徵材料抵抗變形能力的大小,模量愈大,愈不容易變形,表示材料剛度愈大。
拉伸強度:是在規定的試驗溫度、濕度和試驗速度下,在標被試樣上沿軸向施加拉伸裁荷,直到試樣被拉斷為止,斷裂前試樣承受的最大載荷p與試樣的寬度b和厚度d的乘積的比值。σt=p/(bd)
衝擊強度:是衡量材料韌性的一種強度指標,表徵材料抵抗衝擊載荷破壞的能力。通常定義為試樣受衝擊載荷而折斷時單位截面積所吸收的能量。σi=w/(bd)
硬度:是衡量材料表面抵抗機械壓力的能力的一種指標。硬度的大小與材料的抗張強度和彈性模量有關,而硬度試驗又不破壞材料、方法簡便,所以有時可作為估計材料抗張強度的一種替代辦法。
硬度試驗方法很多,加荷方式有動載法和靜載法兩類,前者用彈性回跳法和衝擊力把鋼球壓入試樣,後者則以一定形狀的硬材料為壓頭,平穩地逐漸加荷將壓頭壓入試樣,通稱壓入法,因壓頭的形狀不同和計算方法差異又有布氏、洛氏和邵氏等名稱。布氏硬度試驗是以平穩的裁荷將直徑d一定的硬鋼球壓入試樣表面,保持一定時問使材料充分變形,並測量壓入深度h,計算試樣表面凹痕的表面積,以單位面積上承受的載荷(公斤/公釐2)為材料的布氏硬度。
熔融指數:熱塑性樹脂和塑料在規定溫度、恆定負荷下,熔體在一定時間內流過標淮出料模孔的重量。熔觸指數可作為熱塑性樹脂質量控制和熱塑性塑料成型加工工藝條件的引數。
熔融指數rz按下式計算:rz=600w/t(g/10min) 式中 w—切取樣條重量的算術平均值(g),t—切取樣條時間間隔(s)。
2.主要熱塑性塑料的效能與應用
常用工程塑料包括熱塑性工程塑料(pe、pp、pvc、abs、ps、pa、pom、pc等)、
熱固性工程塑料(酚醛樹脂pf、氨基樹脂uf、環氧樹脂ep等)。
主要熱塑性塑料的效能與應用
3.橡膠應用簡介
常用橡膠包括天然橡膠、合成橡膠(sbr、br、cr、ir、iir、nbr、erm、eprm、
acm、aueu等)。
輪胎:載重汽車的生膠以天然橡膠為主,轎車輪胎則以合成橡膠為主。
車用膠管包括水、氣、燃油、潤滑油、液壓油等的輸送管通常採用丁腈橡膠、氯丁橡膠
等材料製造。
車用膠帶多用氯丁橡膠製造。
車用橡膠密封件多用丙烯酸酯橡膠、矽橡膠等材料製造。門窗玻璃密封件多採用乙丙橡
膠製造。
三、1用非金屬材料分類(主要為塑料類)
a用非金屬材料分類(主要為塑料類)
主要非金屬件總結
關於前、後保險槓
在轎車上保險槓主要分為前保險槓和後保險槓,屬於安全件。在車輛碰撞時起到吸收碰撞能量,降低對人體的傷害程度的作用。在保險槓的效能試驗方面,最主要的是耐侯效能試驗、缺口衝擊強度試驗,落球試驗,整車以9公里時速撞擊時,保險槓能恢復原狀,抗碎石衝擊效能等。
保險槓材料的選擇是實現其功能的首要條件。一般採用pp+epdm(pe)的材料,使保險槓具有一定的彈性,可以吸收部分碰撞能量。
前、後保險槓的材料選用pp+ pe,其中pe使保險槓具有一定的彈性,保險槓結構分為內外兩層,本體+緩衝器,緩衝器用熱板焊接到本體上。緩衝器採用蜂窩狀結構,使保險槓的緩衝效能發揮到極限。
前保險槓總成重量是9056g,後保險槓總成重量是10332g。
前、後保險槓的材料選用pp+ epdm+t15,其中epdm使保險槓具有一定的彈性,保險槓結構分為內外兩層,本體+緩衝器,考慮到成本,緩衝器結構相當簡單,效能上相對於的要差些。
前保險槓總成重量是2976 g,後保險槓總成重量是3239 g。
前、後保險槓的材料選用pp+ epdm+t10,其中epdm使保險槓具有一定的彈性,保險槓結構分為內外兩層,本體+緩衝器,緩衝器用卡扣聯接到本體上。前保險槓緩衝器採用中空狀結構,材料為gmt,強度很好,有很好的緩衝效能,但**昂貴。後保險槓緩衝器也採用中空狀結構,材料為pc+pbt,強度很好,但保險槓的緩衝效能相對來說不如a11。
前保險槓總成重量是3900 g,後保險槓總成重量是5500 g。
前、後保險槓的重量在整車附件中占有很大的比例,它的重量將會影響到整車的油耗等。因此,在設計時,應根據不同的材料,選用不同的料厚,達到減輕重量的作用。
保險槓的開發周期為6個月,其中2個月用於設計,3個月用於開模,1個月用於匹配。
保險槓的主要失效模式有開裂,裝配不良,於大燈干涉、設計工藝性差等。
關於儀表板總成
儀表板簡稱i/p(instrument panel),是汽車內飾的重要組成部分。
車用非金屬材料的開發應用
小組成員 顧江 江濤 孟揚 二 目錄 一 引言 二 全球商用車市場概況及商用車競爭趨勢分析 三 車用非金屬材料現狀 1.車用非金屬材料的分類 1 塑料 a 聚丙烯 b 纖維增強複合材料 c 聚醯胺 商用名尼龍 2 橡膠 a 合成橡膠 b 熱塑性彈性體 tpe 3 摩擦材料 4 奈米材料 5 陶瓷材料...
非金屬材料
1.什麼叫材料?材料科學研究的四要素是什麼?2.材料的分類方法有哪幾種?其中按照化學鍵可以把材料分為哪幾類?3.在人類的生產活動中,科學技術的作用主要表現在哪幾方面?4.新型材料的發展趨勢?5.陶和瓷是如何定義的?它們的顯微結構有什麼區別?從陶到瓷,技術上有拿三大突破?6.傳統陶瓷和新型陶瓷的區別?...
有色金屬材料 非金屬材料
題4 12 4 20。二 匯入新課 有色金屬是指鋼鐵以處的其他金屬。有色金屬種類很多,又具有某些獨特的效能,是現代工業中不可缺少的金屬材料。有色金屬應用較廣的是鋁 銅及其合金和軸承合金等。非金屬材料是指金屬材料以外的所有固體材料。非金屬材料 廣泛,成形工藝簡單,又有某些特殊效能,應用日益廣泛,已成為...