我國汽車保有量早位居世界第一,也帶來了能源和環保等方面問題。汽車輕量化就是在保證性能的基礎上,通過新技術的運用來減輕汽車的重量,實現的途徑有三種:車身零部件的結構優化、產品生產工藝的優化和輕量化新材料的使用。
主要對車身整體結構和零部件形狀和尺寸進行優化,通過改變應力在產品內部的分布,讓應力分布的更加均勻,從而實現材料的充分的應用,達到輕量化的目的。
借助CAD、CAE和CAM等計算機輔助技術,通過優化零件的成形技術和制造工藝,實現零件的高度集成化設計,減少配件數量,進而實現輕量化目的。
在汽車實現輕量化的進程中,新材料已成為實現汽車輕量化的一個重要途徑。主要為金屬輕量化材料和無機非金屬材料。金屬輕量化材料主要有高強度鋼、鋁合金、鎂合金等。無機非金屬材料主要是玻纖增強材料、碳纖增強材料、玄武巖纖維、植物纖維、低密度材料、微發泡材料、薄壁高剛材料等,簡單介紹如下:
1、金屬輕量化材料
1.1高強度鋼
高強度鋼分為普通高強度鋼、烘烤硬化鋼、冷軋各向同性鋼、冷軋高強度含P鋼、高強度低合金鋼、先進高強度鋼、雙相鋼、相變誘發塑性鋼和孿生誘發塑性鋼。車身設計師可根據板制零件受力情況和形狀復雜程度來選擇鋼板品種,在滿足輕量化和碰撞安全性能方面,目前高強度鋼是最佳的材料。
1.2鋁鎂合金
鋁、鎂合金體積質量小,易于成型,已成為僅次于鋼材的汽車用金屬材料,能夠為汽車提供各種鑄件、沖壓結構件和擠壓件等,鋁、鎂合金在汽車上的應用越來越普遍,將成為最具優勢的汽車輕量化材料。
鋁鎂合金替代鋼材,特別是新能源車上,都應用火啦
2、無機非金屬輕量化材料
2.1纖維增強材料
纖維增強材料主要是玻璃纖維增強材料、玄武巖纖維增強材料和植物纖維增強材料,根據保留纖維長短,分為短切纖維和長纖維增強材料,目前主要應用在汽車前端模塊、儀表板骨架、門板骨架等結構件。
長玻纖做汽車前端模塊替代金屬件,集成度高,重量輕
2.2碳纖維增強材料
碳纖維增強樹脂基復合材料具有輕質高強、高斷裂韌性、耐腐蝕、可設計性強、易成型、減振阻尼性能好等一系列優點,既能夠滿足部件剛強度、輕量化的設計要求,在車輛安全性上也具有明顯優勢,因而是很有前途的汽車用輕量化材料,不過,目前存在成本高、成型周期長等缺點,主要應用在汽車車身、制動器襯片、座椅加熱墊、燃料貯罐、傳動軸、輪轂等部件。
應用在飛機、跑車上碳纖維,也逐步應用到車身上啦,減重剛剛的
2.3新型輕量化材料
在制件內部產生蜂窩狀結構,降低單件重量微發泡材料,使用高性能材料替代常規物性的低密度和薄壁高剛材料,主要應用在汽車門板、立柱、衣帽蓋板等裝飾制件。
以上,目前主要應用的輕量化材料。
微發泡材料減重10-30%
以上,是目前汽車輕量化化主要應用的三大技術啦,有沒有其他補充,歡迎討論一下。