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一、國家為什么要推行輕量化
1、節能減排降低(reduce)環境污染
經過眾多研究實驗(experiment)發現,汽車輕量化改造可以有效提升能源燃燒效率以及降低油耗,針對目前汽車行業對大氣的污染,有一定的改善,所以汽車行業輕量化是整個行業的發展趨勢(trend)。
2.汽車制造行業技術的升級換代
輕量化的前提是保證安全行駛如不能滿足這一要求,即時汽車環保油耗特別好也不具有意義。碳纖維生產傳統的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。如果非要追求安全性,重達數十噸的裝甲車是首選。因此輕量化是汽車制造行業的必然趨勢(trend),目前輕量化主要是最大化減少汽車自身重量,但是,車身作為汽車的主要承重部件,仍需要保證車身足夠的剛度、強度和疲勞耐久性能,從而保證整車具有良好的安全、振動噪音和耐久性能,這無疑對輕量化提出了更高的要求,這對汽車制造業技術升級換代也是一大考驗
copyright 123456 二.汽車行業輕量化的基本原理:
1.保證具有足夠的剛度
剛度是對材料抵御外力變形的能力的衡量指標(target aim),良好的剛度是車輛NVH性能、車輛動力性能和疲勞耐久性能的基礎,常見的技術指標有車身扭轉剛度等。而剛度與材料的彈性模量有關,比如采用高強鋼并不會提升車身的剛性,因為鋼的彈性模量都一樣。
2.保證具有足夠的強度(strength)
強度(strength)是是產品遭受沖擊后維持原本功能的能力,常用于在車身碰撞測試時安全性(security)、耐沖擊等性能指標的評估。
碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。
3.保持良好的抗疲勞性
疲勞耐久性能是指零部件長期受力繼續維持功能的能力,車身的可靠性、耐用性就是基于此指標進行評估的。
123456 三.廠商實現汽車輕量化的途徑有:
1.優化車身結構,提高材料(Material)利用效率
對車身設計鏈接結構進行優化,如汽車底部使用連續性金屬;增加加強筋數量和強度;設置車輛防滾架平衡桿,選用新材料(Material)減薄車身板料厚度等。
2.加大新材料(Material)的研發與應用:
例如使用高強度(strength)熱成型鋼材、輕合金(alloy)(鋁(Al)合金、鎂合金)、記憶金屬(微晶鋼)、工程(Engineering)塑料(結構:合成樹脂、增塑劑、穩定劑、色料)、陶瓷(原料:非金屬礦物)、碳(C)纖維、玻璃纖維等。碳纖維配件“外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。
3.技術升級換代,優化(optimalize)制造工藝:
123,123 比如激光(LASER)焊合、攪拌摩擦焊、擠壓成型、熱壓成型、鎖錨連接、一體成型等。再比如使用結構膠;再比如使用發泡材料(Material)替代(用一物質代替另一物質(多為強者取代弱者的地位))原有填充材料。現在汽車廠商所有的設計都是在保證原有汽車性能和安全性(security)不降低(reduce)的情況(Condition)下,若有影響(influence)汽車安全性則輕量化的事先沒有意義。
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