材料試驗對車輛輕量化的作用

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材料試驗對車輛輕量化的作用

金屬材料依然是汽車行業的選擇，汽車行業使用的鋼、鋁和鎂合金具有很高的強度，而且有非常發達的供應鏈。20世紀，鋼及合金被選為汽車材料。鋁的需求到2025年預計將增加1倍。相比于2012年，北美鋁合金車身板材的數量到2015年會提高4倍，到2025年會提高10倍。鋁之所以有這么大的吸引力是因為其更輕，且可成形復雜幾何形狀的產品。鋁還在降低成本上發揮了不可或缺的作用。盡管鋁有這些優勢，但卻不是理想的焊接材料，需要新的連接技術，包括自沖鉚釘和粘合劑。例如，路虎攬勝使用粘合劑粘接長度達到170m。

碳纖維增強塑料將是未來汽車的選擇。復合材料在通用汽車生產Corvette的時候（20世紀中期）發揮了重要作用。碳纖維增強塑料（CFRP）具有高強度、超低質量的特性，但需要昂貴的技術投資，小批量生產很難使碳纖維增強塑料成為選擇的材料。

混合材料的戰略解決方案。德國Zwick/Roell公司在混合材料方面取得了很大進展，該公司已經開發出了一套用于材料選擇和設計驗證的方案，如針對鋁和鋁合金以及復合材料的質量控制測試。這種新一代的全方位在線試驗系統非常適合高吞吐量的試驗環境，其快速檢測和快速定位，再加上迅速返回，可以縮短試驗周期。

復合材料試驗遇到的挑戰，如復合材料的各向異性。另外，纖維增強復合材料的性能在很大程度上取決于纖維基體材料、纖維取向和纖維-基質界面。因此，材料測試必須采用各種測試以表征所有屬性。這些測試都是在國際標準（ISO）以及國家和地區的標準（如ASTM，EN，DIN）下進行的。汽車制造商也都建立了自己的標準，并為供應商規定了評判標準，以確保生產質量。

刊名：Advanced Materials & Processes（英）

刊期：2014年第6期

作者：Koprivc et al

編譯：鮑闞