自20世(shi)紀(ji)70年代(dai)中(zhong)期以來,世(shi)界上主(zhu)要工業(ye)化(hua)國家,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)尤其是(shi)小(xiao)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)的生(sheng)產迅(xun)速發展。以美(mei)國為(wei)(wei)例,1975年小(xiao)汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)898.7萬(wan)輛(liang)(liang),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)保(bao)(bao)有(you)量(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)1.327億(yi)輛(liang)(liang);到1985年,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產量(liang)(liang)(liang)上升到1165.4萬(wan)輛(liang)(liang),其中(zhong)轎車(che)(che)(che)達(da)818萬(wan)輛(liang)(liang),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)保(bao)(bao)有(you)量(liang)(liang)(liang)達(da)1.686億(yi)輛(liang)(liang)。1985年全世(shi)界汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)總(zong)產量(liang)(liang)(liang)達(da)4503萬(wan)輛(liang)(liang),保(bao)(bao)有(you)量(liang)(liang)(liang)達(da)4.71億(yi)輛(liang)(liang)。


  2005年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)美國(guo)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)(da)1202萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang),全世(shi)界(jie)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)總產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)(da)6772萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang),保(bao)(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)(da)6.5億(yi)(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang)。2000年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)以(yi)后,中(zhong)國(guo)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業發(fa)展(zhan)進入(ru)了(le)快車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)道,每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)都以(yi)兩位數(shu)的(de)(de)(de)(de)速率增長(chang),2006年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian),中(zhong)國(guo)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)(da)(da)728萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang),產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)已位于世(shi)界(jie)第(di)三(san),銷量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)處世(shi)界(jie)第(di)二(er)(er),而(er)2007年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)已超(chao)(chao)(chao)過880萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang),如果加(jia)(jia)上農用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)可超(chao)(chao)(chao)過1000萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang),產(chan)(chan)、銷量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)穩居世(shi)界(jie)第(di)二(er)(er),而(er)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)超(chao)(chao)(chao)過5000萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)。預(yu)計到(dao)2020年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian),中(zhong)國(guo)家庭轎車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)有望(wang)超(chao)(chao)(chao)過1億(yi)(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang),汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)將(jiang)(jiang)超(chao)(chao)(chao)過1.6億(yi)(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang)。按(an)2003年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)統(tong)計,中(zhong)國(guo)每千人汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)擁有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)僅為15輛(liang)(liang)(liang),美國(guo)已達(da)(da)(da)(da)850輛(liang)(liang)(liang)。汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業發(fa)展(zhan),產(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia),汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)提高,產(chan)(chan)生(sheng)三(san)個(ge)主要問題。其一是(shi)能(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)加(jia)(jia)大(da),2003年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)中(zhong)國(guo)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)燃(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)已達(da)(da)(da)(da)6000萬(wan)(wan)噸(dun),2005年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)已達(da)(da)(da)(da)1.3億(yi)(yi)(yi)噸(dun),2010年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)可能(neng)會達(da)(da)(da)(da)到(dao)2.7億(yi)(yi)(yi)噸(dun);降低燃(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)已成各(ge)(ge)國(guo)的(de)(de)(de)(de)當(dang)務(wu)之(zhi)急。二(er)(er)是(shi)環保(bao)(bao)(bao)和排(pai)放(fang)污染加(jia)(jia)重(zhong),燃(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)增加(jia)(jia),必(bi)然帶(dai)來排(pai)放(fang)污染增加(jia)(jia)。在(zai)(zai)通常情況下,按(an)滿足(zu)歐II排(pai)放(fang)標(biao)(biao)準(zhun),汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)每消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)1噸(dun)燃(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you),將(jiang)(jiang)會排(pai)放(fang)二(er)(er)氧化(hua)碳 2000 kg,NO,44.09 kg,微粒1kg,汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)排(pai)放(fang)污染也是(shi)驚人的(de)(de)(de)(de)。三(san)是(shi)安全交通事故增加(jia)(jia),中(zhong)國(guo)每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)因交通事故而(er)造成的(de)(de)(de)(de)傷(shang)亡人數(shu)高達(da)(da)(da)(da)20萬(wan)(wan)人/年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian),即百萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)死亡人數(shu)高達(da)(da)(da)(da)0.5萬(wan)(wan)人。為保(bao)(bao)(bao)證汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業健康(kang)發(fa)展(zhan),各(ge)(ge)國(guo)都制定(ding)(ding)(ding)了(le)相(xiang)(xiang)應的(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規(gui)。首(shou)先是(shi)如何減少汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)行車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)油(you)(you)(you)耗(hao)(hao)(hao)(hao),節約能(neng)源。能(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)問題首(shou)次變得尖銳源于20世(shi)紀70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代初的(de)(de)(de)(de)石油(you)(you)(you)危機,石油(you)(you)(you)供應短缺和價格猛漲,迫使一些國(guo)家采(cai)取相(xiang)(xiang)應對策。70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代末,美國(guo)和日本相(xiang)(xiang)繼制定(ding)(ding)(ding)了(le)內容類似的(de)(de)(de)(de)能(neng)源政策。美國(guo)的(de)(de)(de)(de)公司平均油(you)(you)(you)耗(hao)(hao)(hao)(hao)法(fa)(fa)(CAFé)要求各(ge)(ge)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)廠(chang)生(sheng)產(chan)(chan)銷售的(de)(de)(de)(de)小(xiao)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)平均油(you)(you)(you)耗(hao)(hao)(hao)(hao)為:1978年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)為7.61 km/L(18mile/gal),1980年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)為8.46 km/L(20mile/gal),1985 年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)為11.67 km/L(27. 6mile/gal).在(zai)(zai)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)油(you)(you)(you)價持續攀升的(de)(de)(de)(de)今天,這一法(fa)(fa)規(gui)更加(jia)(jia)嚴格。在(zai)(zai)美國(guo),當(dang)某車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型不能(neng)滿足(zu)CAFé規(gui)定(ding)(ding)(ding)時,該車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)廠(chang)家將(jiang)(jiang)受到(dao)高額罰款(kuan),該車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)買(mai)主也將(jiang)(jiang)被征收汽油(you)(you)(you)超(chao)(chao)(chao)標(biao)(biao)稅,汽油(you)(you)(you)超(chao)(chao)(chao)標(biao)(biao)稅的(de)(de)(de)(de)起征點(dian)為9.52km/L(22.5mile/gal);這一指(zhi)標(biao)(biao)將(jiang)(jiang)對整個(ge)汽車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)設計用(yong)材及(ji)其生(sheng)產(chan)(chan)產(chan)(chan)生(sheng)重(zhong)大(da)影響;日本也于1999年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)規(gui)定(ding)(ding)(ding)了(le)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)油(you)(you)(you)耗(hao)(hao)(hao)(hao)限值(zhi),該限值(zhi)依據(ju)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)備(bei)質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不同(tong)(tong),車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)驅動(dong)形(xing)式的(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong),以(yi)及(ji)變速箱形(xing)式的(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong)而(er)改(gai)變;盡管歐洲尚(shang)無(wu)燃(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)規(gui)定(ding)(ding)(ding),但CEE規(gui)定(ding)(ding)(ding)了(le)燃(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)測(ce)試方(fang)法(fa)(fa),政府公布(bu)每種(zhong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型的(de)(de)(de)(de)實測(ce)燃(ran)(ran)(ran)油(you)(you)(you)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao),引導用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)(de)購車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)意向;中(zhong)國(guo)也于2003年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)制定(ding)(ding)(ding)并實施了(le)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)消(xiao)(xiao)耗(hao)(hao)(hao)(hao)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)限值(zhi)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規(gui)。


  汽車(che)數(shu)量(liang)增多(duo)(duo),車(che)速(su)(su)增高(gao),車(che)禍(huo)增多(duo)(duo)。為保證人員和(he)(he)車(che)輛安全(quan)(quan),美(mei)國在1966年(nian)制定了聯(lian)邦汽車(che)安全(quan)(quan)標準(Federal Motor Vehicle Safety Standard)[2].這個標準的(de)內容在技術上逐年(nian)加(jia)嚴(yan)。此外,1970年(nian),美(mei)國、日本與(yu)西歐各國共同制定了安全(quan)(quan)實(shi)驗車(che)(Experimental Safety Vehicle)計劃(hua),并進行了幾(ji)年(nian)的(de)研究試制和(he)(he)國際交流,從而得出,保證安全(quan)(quan)的(de)一(yi)個重要(yao)措施(shi)是汽車(che)構(gou)造和(he)(he)構(gou)件要(yao)顯著增強。例(li)如(ru),美(mei)國規(gui)定汽車(che)的(de)前保險(xian)杠(gang)必(bi)須(xu)承受(shou)在8.05 km/h(5mile/h)車(che)速(su)(su)下(xia)的(de)撞(zhuang)擊(ji)無(wu)任何(he)永久變形。近年(nian)來,安全(quan)(quan)法(fa)(fa)規(gui)逐年(nian)嚴(yan)格,基于(yu)有(you)關單位的(de)統計報告,在車(che)輛碰(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)撞(zhuang)事(shi)故(gu)中,正(zheng)面碰(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)撞(zhuang)占49%,側(ce)面碰(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)撞(zhuang)占25%,追尾(即后碰(peng)(peng)(peng)(peng)(peng))占22%.雖然(ran)側(ce)碰(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)比例(li)較少,但人員傷害最嚴(yan)重。歐美(mei)除(chu)制定了正(zheng)碰(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)法(fa)(fa)規(gui)FMVSS208 和(he)(he)ECE R94外,還(huan)制定了側(ce)面碰(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)撞(zhuang)法(fa)(fa)規(gui) FMVSS214 和(he)(he)ECE R95,我國2004年(nian)6月1日起(qi)實(shi)施(shi)正(zheng)撞(zhuang)法(fa)(fa)規(gui),2006年(nian)7月1日起(qi)正(zheng)式實(shi)施(shi)側(ce)碰(peng)(peng)(peng)(peng)(peng)法(fa)(fa)規(gui)。


  為降(jiang)低排(pai)(pai)(pai)放(fang),歐(ou)(ou)(ou)美均先后(hou)制(zhi)定(ding)了相關的排(pai)(pai)(pai)放(fang)法規。歐(ou)(ou)(ou)洲1993年(nian)開(kai)始實(shi)(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)(ou)I排(pai)(pai)(pai)放(fang)標準,1997年(nian)實(shi)(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)(ou)II,2000年(nian)實(shi)(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)(ou)II,2004年(nian)實(shi)(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)(ou)IV;美國于1993年(nian)制(zhi)定(ding)了類同歐(ou)(ou)(ou)I的排(pai)(pai)(pai)放(fang)標準,同時提出(chu)了過渡低排(pai)(pai)(pai)放(fang)汽車(che)(che)(che)(TLEV)、低排(pai)(pai)(pai)放(fang)汽車(che)(che)(che)(LEV)和(he)超低排(pai)(pai)(pai)放(fang)汽車(che)(che)(che)(ULEV)排(pai)(pai)(pai)放(fang)標準,對(dui)汽車(che)(che)(che)排(pai)(pai)(pai)放(fang)提出(chu)了更高的要求;我國目前(qian)已全(quan)面實(shi)(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)(ou)II排(pai)(pai)(pai)放(fang)標準,2006年(nian)7月1日起(qi),部(bu)分城市實(shi)(shi)(shi)施(shi)歐(ou)(ou)(ou)I排(pai)(pai)(pai)放(fang)標準。


  降低(di)汽(qi)車(che)(che)油(you)(you)耗雖然可(ke)(ke)以通(tong)過提高發(fa)動機效(xiao)率(lv)、增(zeng)加傳(chuan)動效(xiao)率(lv)、減少運行(xing)阻力等方(fang)(fang)法(fa),但是(shi)根據汽(qi)車(che)(che)油(you)(you)耗和汽(qi)車(che)(che)重(zhong)量成線(xian)性關系的(de)試驗結果。,如果汽(qi)車(che)(che)自重(zhong)降低(di)10%,在其他條件不變的(de)情況下,則可(ke)(ke)使汽(qi)車(che)(che)油(you)(you)耗降低(di)8%,排放降低(di)4%,可(ke)(ke)見,降低(di)汽(qi)車(che)(che)自重(zhong)是(shi)降低(di)汽(qi)車(che)(che)油(you)(you)耗的(de)簡(jian)單有效(xiao)的(de)方(fang)(fang)法(fa)。


  汽車質量對燃油消耗的影響可從以下分析中更一目了然地體現出來。如圖1-1所示,汽車在角度為α的坡面行駛,其行駛阻力Fwi可由方程1-1表示。



圖 1.jpg




以上各式中,m為汽車質量,p為空氣密度,Cw為風阻系數,A為汽車迎風截面積,vx為車速,g為重力加速度,ax為汽車加速度,KR為上坡阻力系數,Km為加速度阻力系數,將方程1-2~1-5代人方程1-1,可得:


1.jpg



  方程1-6表明:汽車(che)的運動阻力(li)與汽車(che)質量密切相關,通常當車(che)型設計完成后(hou),風阻便可固定(ding),則(ze)車子(zi)(zi)的運行阻力(也即燃油消耗)與車子(zi)(zi)的自身(shen)質量呈(cheng)線性關系。


  從汽車制造、使用中耗能的統計結果來看假定一部小汽車“一生”所耗能量為12.56×108kJ(3×108kcal),則行駛占82%,制造材料占10%,加工工藝占5%,輪胎占2%,潤滑油占1%.可以看出,減少汽車自重從而降低使用中油耗的重要意義。因此,美國汽車的自重自1974年以來,已經迅速下降,例如:1977年轎車平均重量為1900 kg,1985年下降到1360kg.汽車自重的這種明顯的變化只有通過各種構件用材的變化才可能實現。


  有趣的(de)是,降(jiang)低(di)(di)燃(ran)油消耗(hao)和排放,要求汽(qi)車輕(qing)量(liang)(liang)化(hua),降(jiang)低(di)(di)自重(zhong);而近年來,由于(yu)汽(qi)車功能提升(sheng),安全性(xing)(xing)增加(jia),舒(shu)(shu)適性(xing)(xing)改善,增加(jia)了許多安全件(jian)(jian)、自動化(hua)附(fu)件(jian)(jian)和相關的(de)舒(shu)(shu)適性(xing)(xing)附(fu)件(jian)(jian),這些又使(shi)汽(qi)車自重(zhong)有增加(jia)的(de)趨勢(shi)。但是,如果不(bu)是輕(qing)量(liang)(liang)化(hua)材料和技術(shu)的(de)應用,汽(qi)車自重(zhong)的(de)增加(jia)量(liang)(liang)將會更大(da),汽(qi)車自重(zhong)變化(hua)的(de)趨墊(dian)見圖1-2。


圖 2.jpg


 減(jian)輕汽車(che)自重可(ke)以采用(yong)(yong)密度(du)低的(de)鋁(lv)合(he)金、塑料(liao)以及(ji)纖維增強(qiang)復合(he)材料(liao)。但這為(wei)些材料(liao)與低合(he)金高強(qiang)度(du)鋼相(xiang)比,尤(you)其和近年(nian)發(fa)展的(de)先(xian)進高強(qiang)度(du)鋼相(xiang)比,不只制造過程耗(hao)能多、工(gong)藝(yi)復雜,而且現階(jie)段(duan)的(de)價(jia)格也較高。根據我國及(ji)美國有關部(bu)門進行的(de)德爾菲(Delphi)預(yu)測(ce),為(wei)了(le)減(jian)少(shao)能源消耗(hao),汽車(che)工(gong)業(ye)用(yong)(yong)材近期仍(reng)以鋼為(wei)主,中期可(ke)能發(fa)展鋁(lv)合(he)金,遠期才發(fa)展工(gong)程塑料(liao)和復合(he)材料(liao)。這和Compoton.對美國汽車(che)材料(liao)使用(yong)(yong)的(de)預(yu)測(ce)是一(yi)致的(de)。1970年(nian)Compoton指出,即使到1985年(nian),汽車(che)工(gong)業(ye)中鋼鐵的(de)用(yong)(yong)量還會占(zhan)70%以上,而且高強(qiang)度(du)鋼材的(de)用(yong)(yong)量會有顯著增加。


2001年(nian)美國典型家(jia)庭轎車用(yong)材(cai)的(de)(de)構成:鋼(gang)54%,鑄鐵(tie)10%,鋁合(he)金8%,橡膠和(he)玻(bo)璃7%,鎂合(he)金0.3%,其他12.7%,而高(gao)強度鋼(gang)的(de)(de)用(yong)量迅速增(zeng)加(jia),在國際鋼(gang)鐵(tie)協會組(zu)織的(de)(de)全(quan)世界34家(jia)鋼(gang)鐵(tie)公司和(he)相(xiang)關汽車行業的(de)(de)輕量化項目ULSABAVC白車身(BIW)的(de)(de)開發中(zhong),高(gao)強度鋼(gang)用(yong)量已達90%以上,這些(xie)數據和(he)上述的(de)(de)預測趨勢(shi)相(xiang)一致。


 在一部汽(qi)車中,鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)質(zhi)量占車體材料的(de)(de)83%以上。因此,采用(yong)(yong)(yong)低合(he)金高強度(du)鋼(gang)板(ban)(ban)代(dai)替(ti)傳(chuan)統的(de)(de)低碳鋼(gang)板(ban)(ban),對減(jian)輕汽(qi)車自重、降低油耗(hao)、提高汽(qi)車構件強度(du)、保證安全行(xing)駛都具有重要的(de)(de)意義(yi)。正如Nitto等人在1981年(nian)所(suo)指出的(de)(de):“現在可以毫(hao)不夸張地說,如何利用(yong)(yong)(yong)高強度(du)鋼(gang)板(ban)(ban)已經成為影響80年(nian)代(dai)小汽(qi)車制造全局的(de)(de)關鍵技術問(wen)題。”基于最近(jin)幾年(nian)的(de)(de)試(shi)驗結果和(he)所(suo)進行(xing)的(de)(de)理論分析(xi),高強度(du)鋼(gang)板(ban)(ban)的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)及(ji)其(qi)在各類汽(qi)車零(ling)、部件中的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)總結于表1-1。


表 1.jpg


 由表中(zhong)(zhong)關系方(fang)程可(ke)(ke)(ke)以(yi)看出:除疲勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)外,其他各性(xing)(xing)能均(jun)正(zheng)比于(yu)板材(cai)厚(hou)度(du)和(he)相應的(de)(de)材(cai)料性(xing)(xing)能(抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)、流(liu)變(bian)應力和(he)彈性(xing)(xing)模(mo)量(liang)(liang))。如(ru)(ru)(ru)果(guo)材(cai)料強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)提(ti)高,在所要求的(de)(de)性(xing)(xing)能不(bu)變(bian)或略有提(ti)高的(de)(de)前提(ti)下,則(ze)板材(cai)構(gou)件(jian)(jian)厚(hou)度(du)可(ke)(ke)(ke)以(yi)減薄,因而可(ke)(ke)(ke)以(yi)降(jiang)低(di)(di)構(gou)件(jian)(jian)重(zhong)量(liang)(liang)。以(yi)承受大(da)變(bian)形的(de)(de)保險(xian)杠加強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)體(ti)為(wei)例,該零件(jian)(jian)在使(shi)用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)承受大(da)的(de)(de)撞擊載荷,希望具有較高的(de)(de)壓(ya)潰強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)。厚(hou)度(du)、強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)和(he)壓(ya)潰強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)之間(jian)的(de)(de)關系方(fang)程為(wei)P.cct(σb)”,n=1/2如(ru)(ru)(ru)以(yi)厚(hou)度(du)t=5mm的(de)(de)普(pu)通碳(tan)鋼(gang)(gang)制(zhi)(zhi)造(zao),設低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)σb=280 MPa,則(ze)P,=84K(K為(wei)常數);如(ru)(ru)(ru)采用(yong)(yong)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)σb=430 MPa的(de)(de)SAE950X制(zhi)(zhi)造(zao),P.保持不(bu)變(bian),則(ze)厚(hou)度(du)可(ke)(ke)(ke)減為(wei)4mm或重(zhong)量(liang)(liang)可(ke)(ke)(ke)降(jiang)低(di)(di)20%;如(ru)(ru)(ru)采用(yong)(yong)σb=600 MPa的(de)(de)SAE980X制(zhi)(zhi)造(zao),P,不(bu)變(bian),則(ze)厚(hou)度(du)可(ke)(ke)(ke)減至3.4mm,重(zhong)量(liang)(liang)可(ke)(ke)(ke)減少(shao)30%;如(ru)(ru)(ru)仍用(yong)(yong)SAE980X制(zhi)(zhi)造(zao),但重(zhong)量(liang)(liang)只降(jiang)低(di)(di)20%,則(ze)P.可(ke)(ke)(ke)提(ti)高到98K.這個(ge)例子(zi)說明(ming)了(le)采用(yong)(yong)高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)的(de)(de)優(you)越性(xing)(xing)。這和(he)文(wen)獻(xian)中(zhong)(zhong)所列的(de)(de)采用(yong)(yong)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)為(wei)350 MPa的(de)(de)HSLA鋼(gang)(gang)代替(ti)低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)可(ke)(ke)(ke)分別使(shi)前梁、發(fa)動(dong)機支架(jia)、保險(xian)杠加強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)體(ti)、保險(xian)杠、門、發(fa)動(dong)機內外蓋板等構(gou)件(jian)(jian)板厚(hou)減少(shao)15%~25%的(de)(de)計算(suan)結果(guo)是一致的(de)(de)。因此(ci),采用(yong)(yong)高強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)鋼(gang)(gang)板制(zhi)(zhi)造(zao)車身(shen)構(gou)件(jian)(jian),可(ke)(ke)(ke)以(yi)減少(shao)板材(cai)厚(hou)度(du),降(jiang)低(di)(di)構(gou)件(jian)(jian)重(zhong)量(liang)(liang),從而節約行(xing)駛(shi)油耗,并保證安全運輸。


文獻指出:采用高(gao)(gao)(gao)強度鋼和(he)先進高(gao)(gao)(gao)強度鋼,還(huan)有利(li)于提(ti)高(gao)(gao)(gao)乘用車(che)白車(che)身的彎曲(qu)剛度、扭(niu)轉剛度以(yi)及相應的振動頻率(lv),從而有利(li)于降低白車(che)身的NVH性(xing)能。