汽車輕量化材料測試的研究

?

汽車輕量化材料測試的研究

隨著人們環境意識的增強，各汽車制造商和供應商都在努力提高汽車的燃油效率。其中，在汽車上使用輕質材料實現汽車輕量化是一項有效的措施。目前，汽車制造商對現有材料的選擇從不同等級的鋁材、鋼材到各種先進的輕量化復合材料。對汽車輕量化材料的發展進行了介紹，同時對最新復合材料的應用和相關材料測試進行了說明。

在汽車工業發展早期，鋼材是應用最為廣泛的材料，但鋼材的質量較大，因而為實現輕量化，開始采用質量較輕的鎂合金、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量。近些年，制造技術的發展使最早只在專業賽車和高性能跑車上使用的復合材料開始應用在普通汽車上。復合材料具有超高的強度和較輕的質量，與鎂合金、鋁合金相比，其可以進一步實現汽車的輕量化。目前，必須對應用在汽車上的復合材料進行全面測試，并使其滿足相關標準。除國際標準化組織制定的車用復合材料標準外，相關國家和地區也有自己的測試標準，如美國材料與試驗標準（ASTM）、歐洲標準（EN）、德國工業標準（DIN）。除此之外，汽車制造商也建立了自己的標準，以評價供應商提供的產品，確保產品質量。由于復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合材料纖維、基體材料和纖維排列形式等，因而必須對復合材料進行多種測試以表征其所有性能。在眾多測試材料特性的萬能試驗機中，德國Zwick集團生產的Allround-Line材料試驗機更適用于車用復合材料特性試驗中，其涵蓋了21種不同類型的測試，代表了約115種標準。利用試驗確定車用復合材料特性以后，還需要對復合材料連接方式、制造技術和質量保證設施進行討論，才能真正將復合材料廣泛應用在汽車工業中，以實現汽車輕量化。

刊名：Advanced Materials and Processes（英）

刊期：2014年第172期

作者：Alex Koprivc

編譯：陳丁躍