汽車車身材料輕量化的應用現狀及研究進展

2022-05-17 15:46:39 字數 1212 閱讀 4840

【摘要】 汽車車身的輕量化是乙個複雜的系統工程,也是汽車行業發展的趨勢之一,實現車身的輕量化,可以有效的節約能源,減少廢氣排放。本文綜述了車身材料輕量化的應用現狀及最新研究進展。

【關鍵詞】 汽車車身輕量化新材料

據最新資料顯示,截至2023年底,中國機動車保有量達到2.38億輛。其中,汽車保有量首次突破1億輛大關,躍居全球第二,預計到2023年中國汽車保有量將超過2億輛。

到2023年,全球汽車保有量將從2023年的近9.2億輛增至11.2億輛左右。

汽車保有量的增加在給人們出行帶來方便的同時也帶來了能耗,安全和環保問題。為了治理環境汙染,各國相繼對大氣中各種排放汙染源提出控制要求,制定強制性排放標準,以控制汽車汙染物的排放量。按照世界鋁業協會的統計標準,汽車總重減輕10%,百公里油耗減少6%-8%,排放降低5%-6%,而燃油消耗降低1l,co2排放量將降低2.

45kg。可見汽車輕量化是實現節能減排的重要手段,且能同時滿足安全、油耗和排放三項法規要求。

輕量化,即是在滿足碰撞要求且保證汽車整體效能不受影響的前提下,最大限度地減輕各零部件的質量,達到質量-效能-成本三者的最優結合。實現汽車輕量化主要有3種途徑:一是改進汽車結構,使部件薄壁化、中空化、小型化及複合化;二是開發新型輕質材料,如使用鋁、鎂合金等有色金屬、塑料及非金屬複合材料,或者截面厚度較薄的高強鋼度鋼;三是採用先進的製造工藝,如雷射拼焊、液壓成型、輥壓成型等。

汽車車身質量佔整車自重的30%-40%[1],對於整車的輕量化具有重要的意義,因此輕量化新材料的開發與應用是汽車輕量化的最有效途徑之一。

1 高強度鋼板材料

鋼鐵材料由於其高強度,成本低的特點,相對於高分子材料和鎂、鋁合金材料而言仍是車身材料最廣泛的應用材料。鋼鐵材料的結構已發生很大變化,高強度鋼的用量越來越大。目前已經先後開發出高強度鋼(屈服強度大於210mpa)和超高強度鋼(屈服強度大於550mpa)。

由於高強度鋼屈服點較高,降低板厚不會對沖壓件產生太大影響,因而可以減少外表面的厚度,達到減少質量的目的。當鋼板厚度分別減少0.05mm、0.

10mm、0.15mm時,車身減重分別為6%、12%、18%[2];在成本方面,零件厚度減薄10%-20%,高強度鋼板的均價增加10%-25%,因此單件成本基本不變。高強度鋼板的使用,不僅能提高汽車輕量化,同時對汽車的車體的彎曲鋼性和扭轉剛性也會有顯著的提高作用。

高強度鋼除在基本力學效能方面有優勢外,綜合成型效能的優勢也越來越顯著,包括成型極限、回彈性、擴孔效能和彎曲效能等。現在中高檔轎車中高強度鋼板的用量已達鋼板用量的20%~50%。

汽車車身塗裝的常用材料1

第一節塗料的基本知識 塗料按其屬性分為兩大類 有機塗料和無機塗料。有機塗料廣泛用於金屬 木材 塑料等材料表面的保護和裝飾 無機塗料主要用於在土建領域。汽車塗裝用塗料為有機塗料。一 塗料的組成與作用 1 塗料的組成 塗料主要由五大類材料組成,如表1 1所示。表1 1塗料的組成 油料 樹脂是塗料組成中的...

汽車中輕量化與輕金屬材料的採用

作者 侯猛 科技資訊 2015年第22期 摘要 汽車輕量化在汽車生態設計中有著重要的作用,實現汽車輕量化最顯著最重要的措施就是採用輕質材料替代傳統的鋼材,目前主要應用的輕質材料有輕金屬 複合材料 工程塑料等。該文主要探索金屬材料在汽車輕量化研究中的應用現狀及發展趨勢。關鍵詞 汽車輕量化輕金屬材料合金...

汽車原理之汽車車身的結構與原理

汽車車身結構主要包括 車身殼體 車門 車窗 車前鈑製件 車身內外裝飾件和車身附件 座椅以及通風 暖氣 冷氣 空氣調節裝置等等。在貨車和專用汽車上還包括車箱和其它裝備。汽車車身應對駕駛員提供便利的工作條件,對乘員提供舒適的乘坐條件,保護他們免受汽車行駛時的振動 雜訊,廢氣的侵襲以及外界惡劣氣候的影響,...