汽車輕量化材料測(cè)試的研究

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汽車輕量化材料測(cè)試的研究

隨著人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，各汽車制造商和供應(yīng)商都在努力提高汽車的燃油效率。其中，在汽車上使用輕質(zhì)材料實(shí)現(xiàn)汽車輕量化是一項(xiàng)有效的措施。目前，汽車制造商對(duì)現(xiàn)有材料的選擇從不同等級(jí)的鋁材、鋼材到各種先進(jìn)的輕量化復(fù)合材料。對(duì)汽車輕量化材料的發(fā)展進(jìn)行了介紹，同時(shí)對(duì)最新復(fù)合材料的應(yīng)用和相關(guān)材料測(cè)試進(jìn)行了說明。

在汽車工業(yè)發(fā)展早期，鋼材是應(yīng)用最為廣泛的材料，但鋼材的質(zhì)量較大，因而為實(shí)現(xiàn)輕量化，開始采用質(zhì)量較輕的鎂合金、鋁合金替換部分汽車零部件材料。但鎂合金、鋁合金材料不能采用適用于鋼材的點(diǎn)焊連接，只能使用緊固件連接、自穿鉚接和粘合劑連接，而這些連接方式卻增加了汽車質(zhì)量。近些年，制造技術(shù)的發(fā)展使最早只在專業(yè)賽車和高性能跑車上使用的復(fù)合材料開始應(yīng)用在普通汽車上。復(fù)合材料具有超高的強(qiáng)度和較輕的質(zhì)量，與鎂合金、鋁合金相比，其可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化。目前，必須對(duì)應(yīng)用在汽車上的復(fù)合材料進(jìn)行全面測(cè)試，并使其滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。除國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的車用復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)外，相關(guān)國家和地區(qū)也有自己的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，如美國材料與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN）、德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DIN）。除此之外，汽車制造商也建立了自己的標(biāo)準(zhǔn)，以評(píng)價(jià)供應(yīng)商提供的產(chǎn)品，確保產(chǎn)品質(zhì)量。由于復(fù)合材料是由材料纖維和金屬合成非金屬組成的各向異性材料，其性能很大程度上取決于復(fù)合材料纖維、基體材料和纖維排列形式等，因而必須對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行多種測(cè)試以表征其所有性能。在眾多測(cè)試材料特性的萬能試驗(yàn)機(jī)中，德國Zwick集團(tuán)生產(chǎn)的Allround-Line材料試驗(yàn)機(jī)更適用于車用復(fù)合材料特性試驗(yàn)中，其涵蓋了21種不同類型的測(cè)試，代表了約115種標(biāo)準(zhǔn)。利用試驗(yàn)確定車用復(fù)合材料特性以后，還需要對(duì)復(fù)合材料連接方式、制造技術(shù)和質(zhì)量保證設(shè)施進(jìn)行討論，才能真正將復(fù)合材料廣泛應(yīng)用在汽車工業(yè)中，以實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。

刊名：Advanced Materials and Processes（英）

刊期：2014年第172期

作者：Alex Koprivc

編譯：陳丁躍