轻量化材料在汽车上的应用

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轻量化铝合金的用途

轻量化铝合金的用途

轻量化铝合金的用途铝合金是一种重要的轻量化材料,具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,因此在各个领域有着广泛的应用。

下面将从航空航天、汽车制造和建筑领域三个方面介绍轻量化铝合金的用途。

一、航空航天领域在航空航天领域,轻量化铝合金被广泛应用于飞机的制造。

相比于传统的钢材,铝合金具有更高的强度和更低的密度,可以显著减轻飞机的重量,提高燃油效率和飞行性能。

轻量化铝合金制成的机身、机翼和发动机零部件,可以减少飞机的自重,提高机动性和载重能力,同时也降低了碳排放量,符合环保要求。

此外,铝合金还具有良好的耐腐蚀性能,可以有效延长飞机的使用寿命。

二、汽车制造领域在汽车制造领域,轻量化铝合金被广泛应用于车身和发动机部件的制造。

相比于传统的铁质材料,铝合金具有更高的强度和更低的密度,可以有效减轻汽车的重量,提高燃油经济性和行驶性能。

轻量化铝合金制成的车身结构,可以提高车辆的刚性和安全性,同时也降低了碰撞时的冲击力。

此外,铝合金还具有良好的导热性能,可以有效降低发动机温度,提高热效率和动力输出。

三、建筑领域在建筑领域,轻量化铝合金被广泛应用于建筑结构和外墙装饰材料的制造。

相比于传统的混凝土和钢材,铝合金具有更高的强度和更轻的重量,可以减少建筑物的自重,提高抗震性能和建筑物的稳定性。

轻量化铝合金制成的建筑结构,可以实现更大跨度和更薄的墙体,增加建筑内部的空间利用率。

此外,铝合金还具有良好的耐候性能和装饰效果,可以实现建筑外墙的多样化设计和个性化装饰。

轻量化铝合金具有广泛的应用前景。

在航空航天、汽车制造和建筑领域,轻量化铝合金的优异性能可以带来更高的效益和更好的环境效益。

随着科技的发展和工艺的提升,相信轻量化铝合金会在更多领域发挥重要作用,为人类的生活带来更多便利和进步。

轻量化技术在汽车工程中的应用

轻量化技术在汽车工程中的应用

轻量化技术在汽车工程中的应用摘要:在汽车工程中的运用,主要指的是运用现代设计手段,对汽车产品的设计进行优化,在保证车辆的性能前提下,利用新材料来减少车辆的质量,进而实现节能降耗的效果。

轻质技术是一种集开发与利用、结构设计与加工工艺于一体的新型轻质技术,其在车辆领域的发展与发展有着重要的现实意义。

关键词:轻量化技术;汽车工程;应用1新型材料在汽车轻量化技术上的应用1.1铝合金的应用铝是一种高密度、高导电、高导热、高韧性、易加工、易于加工等优点的高科技产品,在汽车车身、底盘、发动机等领域均有大量的使用,一些新的铝材也已经在汽车轻量化的潮流中被使用。

然而,由于其使用成本高昂,因此,在满足车辆使用性能的前提下,降低其造价成为了当前汽车领域亟待解决的问题。

1.2镁合金的应用在汽车工程中,镁合金的使用方式有两种,一种是非结构铸件,另一种是结构铸件,后者不需要受到很大的冲击,可以用于汽车的变速器、离合器壳和发电机罩等,而后者则是要达到一定的冲击强度,而且要受到一定的载荷,其使用范围包括方向盘、仪表盘、座椅框架和离合器支架等。

随着新材料的开发,其性能得到了极大的提高,其用途也得到了更多的拓展,从发动机到外部车体,到气缸盖,到气缸盖,再到引擎盖。

镁合金可循环利用,是一种极具特色的绿色建筑材料,其资源化利用潜力巨大。

中国拥有大量的镁质资源,面临着世界范围内技术革新、资源浪费、开采污染、固体废物污染等问题,加速发展我国镁质资源在车辆领域的应用,对于推动我国镁质资源在车辆领域的应用,有着十分重大的现实意义。

1.3钛合金的应用钛合金是目前最常用的一种金属,它被广泛地运用到了引擎配气系、曲轴连杆和车身部件上,还能被用到了消音器和轮胎上。

但是,目前还没有将钛合金应用到汽车车体上,而在汽车车体上使用钛合金仍处于探索阶段。

随着其优良的力学特性,其制造及制造费用也在不断地下降,其在汽车工业中的使用将会越来越广泛。

1.4高强度钢的应用高强钢板具有优良的力学特性和价格低廉的特点,可以用于汽车的大多数部件,以达到汽车的轻质要求,同时也增加了机器的安全性。

简述铝合金、碳纤维复合材料在汽车轻量化上的典型应用,举例说明。

简述铝合金、碳纤维复合材料在汽车轻量化上的典型应用,举例说明。

简述铝合金、碳纤维复合材料在汽车轻量化上的典型应用,举例说明概述汽车轻量化是当前汽车工业发展的重要方向之一,通过采用轻量化材料可以减轻车身重量,提高燃油效率,减少尾气排放,增加整车的安全性能和驾驶舒适性。

本文将以铝合金和碳纤维复合材料为例,介绍它们在汽车轻量化领域的典型应用。

铝合金在汽车轻量化的应用铝合金是一种重要的轻量化材料,具有优异的机械性能和热传导性能,广泛应用于汽车制造中。

以下是铝合金在汽车轻量化上的典型应用:车身结构现代汽车的车身结构通常采用多种材料的组合,其中包括铝合金。

铝合金的低密度和高强度使其成为替代钢材的理想选择,可以减轻整车重量并提高燃油效率。

同时,铝合金车身结构具有良好的抗冲击性和扭曲刚度,提高了整车的安全性能。

发动机部件铝合金也广泛应用于汽车发动机的各个部件,如缸体、曲轴箱和散热器等。

铝合金发动机部件具有较低的自重和良好的热传导性能,可有效降低发动机的工作温度,提高动力系统的效率和可靠性。

悬挂系统汽车悬挂系统的组件中常使用铝合金材料,如减震器底座、悬挂臂和转向节等。

与传统的钢材相比,铝合金材料具有更好的强度重量比,可以减轻悬挂系统的重量,提高悬挂系统的响应速度和行驶稳定性。

碳纤维复合材料在汽车轻量化的应用碳纤维复合材料是一种高强度、轻质的材料,由碳纤维与树脂等复合而成。

它具有优良的机械性能、抗腐蚀性和热稳定性,被广泛应用于汽车轻量化领域。

以下是碳纤维复合材料在汽车轻量化上的典型应用:车身组件碳纤维复合材料可以用于制造汽车车身的各个组件,如车顶、车门和车尾等。

由于碳纤维复合材料的高强度和优异的耐磨性,车身组件可以更轻、更坚固,提高整车的燃油效率和行驶稳定性。

刹车系统碳纤维复合材料广泛应用于高性能汽车的刹车系统中,如刹车盘和刹车片。

碳纤维刹车盘具有更好的散热性能和耐高温性能,减少了制动时的热膨胀问题,提高了刹车性能和使用寿命。

轮毂碳纤维复合材料也可以用于制造轮毂,代替传统的铝合金轮毂。

轻量化材料在汽车工业中的应用前景与发展趋势

轻量化材料在汽车工业中的应用前景与发展趋势

轻量化材料在汽车工业中的应用前景与发展趋势引言随着汽车工业的飞速发展,轻量化已成为当今汽车工业界最火热的话题之一。

汽车轻量化最直接的好处就是能节约燃料、减少排放,提高车辆性能。

为此,汽车制造商们开始寻找各种轻量化材料来用在车身、底盘等汽车重要零部件上,以此来提高整车的轻量化程度。

轻量化材料范围很广泛,如有机高分子材料、纳米材料、纤维增强复合材料、金属陶瓷复合材料等。

本文将着重介绍轻量化材料在汽车工业中的应用前景以及发展趋势。

第一章轻量化材料在汽车工业中应用前景1.1 燃料消耗降低汽车制造商们需要使用各种材料来轻量化汽车,以降低燃料消耗。

当车子重量降低了10%,则可以提高1%的燃油效率。

而在电动汽车方面,轻量化可以增加电动汽车耐用程度并使电池续航里程加长。

1.2 环境保护与减少尾气排放全球汽车工业都面临着严格的排放标准,而轻量化使诸如燃油效益提高、尾气排放减少等的环保影响绘上显著的底色。

1.3 安全性轻量化材料不仅仅能趋近于传统材料的强度,甚至有时强于传统材料。

许多新材料,例如复合材料和高强度异种金属连接材料等,都带来了新的成分和功能,也提高了整车级安全性。

例子包括“航空级”铝合金,这种材料在力学和化学性能都优秀,并已经应用于许多轻型汽车中。

第二章轻量化材料在汽车工业中的发展趋势2.1 碳纤维复合材料碳纤维复合材料的研究和生产技术不断地发展,可替代传统钢铁材料用于汽车部件。

借助其单向向性和热性能对材料性质的特别优化,它们能够实现极大的自重降低。

在未来的研究中,预计碳纤维复合材料将会取代部分金属法兰板,可用于制造轻量化车身以及一些结构件,例如架构和车门等。

2.2 纳米材料现在应用最广泛的纳米材料之一就是纳米粘土,利用了其优异的障碍性,它不仅可以增加陶瓷材料的刚性和牢度,还可以使其耐力的提高。

此外,纳米铁氧体材料也成为了研究的热点。

InorgaMatik AG等公司已经将其运用于汽车制造中,用于汽车加热器中的泵和阀门件中。

铝型材在汽车上的应用

铝型材在汽车上的应用

铝型材在汽车上的应用
铝型材在汽车上的应用非常广泛,主要体现在以下几个方面:
1. 车身结构:铝型材作为轻量化材料的代表,在汽车的车身结构中得到了广泛应用。

通过使用铝型材,可以降低整车重量,提高燃油经济性和驾驶性能。

同时,铝型材具有较好的强度和刚性,能够提供车身所需的结构支撑和抗碰撞保护。

2. 发动机部件:铝型材可以用于汽车发动机部件的制造,例如发动机缸盖、进气歧管等。

铝型材具有良好的导热性能和耐高温性能,可以有效地降低发动机的重量和提高散热效果。

3. 悬挂系统:铝型材可以用于汽车悬挂系统的制造,例如悬挂臂、减震器支架等。

使用铝型材可以减轻悬挂系统的重量,提高悬挂系统的性能和操控稳定性。

4. 内饰装饰:铝型材也可以用于汽车的内饰装饰,例如门把手、中控面板等。

铝型材具有良好的表面处理性能,可以呈现出现代感和高级感,提升车内舒适性和豪华感。

总之,铝型材在汽车上的应用可以带来轻量化、强度高、导热性好等多种优势,符合现代汽车对材料性能的要求,是汽车工业中不可或缺的重要材料之一。

汽车轻量化材料

汽车轻量化材料

汽车轻量化材料汽车轻量化材料是指用于减轻汽车整车重量的材料,在汽车制造中起着至关重要的作用。

随着能源短缺和环境污染的日益严重,汽车工业也越来越关注汽车轻量化技术的研究和应用。

下面我们来了解一些常见的轻量化材料。

1. 铝合金:铝合金是一种轻质、耐腐蚀的金属材料,广泛应用于汽车的制造中。

使用铝合金替代传统的钢铁材料可以显著减轻车辆的重量,提高燃油经济性。

此外,铝合金还具有优良的加工性能和可回收性,对于提高汽车的可持续性也起着重要作用。

2. 碳纤维复合材料:碳纤维复合材料是一种高强度、轻质的材料,由碳纤维和树脂基础材料组成。

它的密度只有钢的四分之一,但却具有比钢材更高的强度和刚度。

汽车使用碳纤维复合材料可以显著减少车身重量,提高车辆的性能和操控稳定性。

3. 高强度钢:高强度钢是一种具有较高强度和耐腐蚀性的钢材,可以用于替代传统的低碳钢。

相对于低碳钢,高强度钢的重量更轻,但具有更高的强度和刚度。

使用高强度钢可以减轻汽车重量,同时保证车身的安全性能。

4. 镁合金:镁合金是一种密度很低的金属材料,比铝还轻。

镁合金具有良好的强度和刚度,同时具有优异的耐腐蚀性能。

用镁合金制造汽车零部件可以显著减轻车辆的重量,提高燃油经济性。

5. 聚合物复合材料:聚合物复合材料是一种由纤维和树脂组成的材料,广泛应用于汽车的制造中。

聚合物复合材料具有良好的强度和刚性,而且重量轻,可以减轻汽车的重量,提高燃油经济性。

聚合物复合材料还具有优良的吸能性能,在碰撞事故中能够提供更好的保护。

总的来说,汽车轻量化材料对于提高汽车的燃油经济性、降低能源消耗、减少对环境的污染非常重要。

随着科技的不断发展和创新,轻量化材料将会得到更广泛和深入的应用,为汽车工业的可持续发展做出更大的贡献。

轻量化设计在汽车工业中的应用与发展

轻量化设计在汽车工业中的应用与发展

轻量化设计在汽车工业中的应用与发展近年来,随着环保理念的普及,汽车工业的轻量化设计越来越受到重视。

轻量化设计是指通过使用更轻、更强、更耐用的材料,或者减少汽车的重量,以提高汽车的燃油效率、降低排放和提升性能。

本文将探讨轻量化设计在汽车工业中的应用和发展。

一、轻量化材料的应用作为提高汽车燃油效率和降低排放的重要手段,轻量化材料在汽车工业中得到了广泛应用。

目前,常见的轻量化材料包括铝、镁、碳纤维、塑料等。

其中,铝合金是汽车轻量化中最广泛应用的材料之一,它的比强度和比刚度较高,具有良好的成形性、可焊性和可加工性,同时具备较高的抗腐蚀性和回收利用性,非常适合用于汽车车身和发动机等部件的制造。

另外,由于铝合金的密度远远小于钢铁,因此使用铝材料可以明显降低了车身重量,提高了燃油经济性。

除了铝材料,碳纤维也是汽车轻量化中备受瞩目的材料之一。

碳纤维具有高强度、高模量、低密度、良好的耐腐蚀性等优良性能,相对于传统材料,可以减轻汽车的重量,提高汽车的性能,也可以降低车辆的燃料消耗和排放。

此外,镁合金也是常见的轻量化材料之一,它的密度比铝还要小,但抗拉强度比铝高50%左右,可以极大地降低车身的重量。

二、轻量化设计的应用汽车工业的轻量化设计不仅仅是针对材料的选择,还涉及到汽车整车架构、零部件设计等。

轻量化设计能够在保证汽车安全性和性能的同事,降低车身重量,提高燃油经济性和降低排放。

下面我们将关注具体的轻量化设计应用。

首先,作为车身结构设计的一个重要方面,刚度分析是了解结构刚性大小、优化车身构造、减少结构重量、提高汽车性能的必要手段。

利用有限元分析法对于车身模型进行刚性分析,可以较好地模拟真实的工况载荷,通过有限元模型的优化,可以有效地削减车身结构重量、降低燃油消耗并保证足够的安全系数。

另外,在电动汽车领域,首批推出的电动汽车往往会借鉴传统内燃机车辆结构,甚至有一些车型是将电机单独作为一部分独立的、不能承受载荷的组件来设计。

车用材料的轻量化设计与市场应用

车用材料的轻量化设计与市场应用

车用材料的轻量化设计与市场应用在当今汽车工业的发展中,车用材料的轻量化设计已经成为了一个重要的趋势。

随着环保要求的日益严格以及消费者对于燃油经济性和车辆性能的不断追求,轻量化设计不仅能够降低车辆的能耗,减少尾气排放,还能提升车辆的操控性和安全性。

本文将深入探讨车用材料的轻量化设计以及其在市场中的应用情况。

首先,我们来了解一下为什么车用材料的轻量化如此重要。

车辆的重量直接影响着其燃油消耗和尾气排放。

较重的车辆需要更多的能量来推动,从而导致燃油消耗增加,同时排放出更多的温室气体和污染物。

此外,轻量化设计还能够提升车辆的加速性能、制动性能和操控稳定性。

在发生碰撞时,较轻的车辆也能在一定程度上减轻碰撞的冲击力,提高安全性。

那么,如何实现车用材料的轻量化设计呢?目前,主要有以下几种途径。

一是采用高强度钢。

高强度钢具有出色的强度和韧性,在保证车辆结构强度的前提下,可以使用更薄的钢板,从而减轻车身重量。

例如,一些先进的高强度钢屈服强度可以达到1000MPa 以上,相比传统钢材,能够显著减轻车身重量。

二是使用铝合金材料。

铝合金具有低密度、高强度的特点,广泛应用于汽车的发动机缸体、轮毂、车架等部件。

与钢材相比,铝合金的重量大约只有其三分之一,但强度却相当可观。

三是应用镁合金。

镁合金是目前最轻的金属结构材料之一,其密度比铝合金还要低。

在汽车零部件中,如仪表盘支架、座椅骨架等,使用镁合金能够有效减轻重量。

四是采用复合材料。

复合材料通常由纤维增强材料(如碳纤维、玻璃纤维)和树脂基体组成,具有高强度、高模量、耐腐蚀等优点。

在高端汽车中,碳纤维复合材料常用于车身覆盖件、传动轴等部件,以实现显著的轻量化效果。

除了上述材料的应用,结构优化也是轻量化设计的重要手段。

通过采用合理的结构设计,如空心结构、薄壁结构、一体化结构等,可以在不增加材料用量的情况下提高零部件的强度和刚度,从而实现轻量化。

在市场应用方面,车用材料的轻量化设计已经取得了显著的成果。

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《材料科学发展与应用》课程小论文轻量化材料在汽车上应用学号:205110803 姓名:尚晓娟摘要:随着汽车工业的飞速发展,汽车安全、能源与环境问题备受关注。

减小汽车自身质量是降低汽车燃油消耗及减少排放的有效措施之一。

采用高强度钢、低密度的轻质材料是汽车减重的最重要途径。

汽车质量的减轻主要归功于铝合金、镁合金塑料、高强度合金钢等新材料用量的增加。

关键字:轻量化材料;汽车;应用Abstract: With the rapid development of automobile industry, car security, energy and environmental issues of concern. Reduce the quality of the car itself is to reduce vehicle fuel consumption and effective measure to reduce emissions. High-strength steel, low-density lightweight material is the most important way to lose weight in the car. Automotive quality reduction is mainly due to increase in aluminum, magnesium alloy plastic, high-strength alloy steel and other new material amount.Keywords: lightweight materials; Automotive; Application0、引言汽车轻量化是在保证汽车整体品质和性能不受影响甚至提高的前提下,尽可能降低汽车产品自身重量,努力谋求高输出功率、低噪声、低振动和良好的操纵性、高可靠性等,汽车的轻量化主要通过合理的结构设计和使用轻质材料的方式来实现。

轻量化设计既能降低材料、能源消耗,又能降低尾气排放量,有资料显示,车质量每减轻10%,可降低6%—8%的油耗[1]。

1、汽车轻量化众所周知,汽车在现代生活中是不可或缺的工具,随着科学技术的发展,汽车的保有量在逐年提高,汽车正以越来越大的影响改变着人类的社会生活。

资源和环境问题是当今人类社会面临的巨大挑战。

为实现人类社会的可持续发展,对新一代汽车产品在安全。

环保和节能方面提出了更为严格的要求,而以轻量化为主导的先进汽车材料技术已经成为实现这一目标的主要措施之一[2]。

汽车轻量化是解决汽车工业发展所遇到的能耗、排放和环保的三大问题的有效方法和手段,同时轻量化还对改善汽车的动力性、一个国家能源战略、汽车工业可持续发展等具有重要影响,而汽车轻量化的实施是和轻量化材料的使用性能和应用研究成果密切相关的[3]。

2、轻量化途径常用的实现车身轻量化目标的途径有以下三种:一是对车身结构进行优化设计;二是采用轻量化材料;三是在生产制造的过程中采用先进的工艺。

第一种途径实际上是通过对车身结构进行改进,使部分结构薄壁化、小型化、中空化、复合化,同时适当减少零件数量和种类,实现车身的轻量化目标。

第二种途径主要是大量应用种类繁多的新型轻质金属或非金属材料替换传统的钢铁材料,比如高强钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料以及陶瓷等,实现车身的轻量化。

第三种途径通常结合新材料的应用得到广泛的发展,比如快速成形技术、激光焊接技术、无损检测技术等[4]。

3、轻量化材料轻量化材料是指可用来减轻汽车自重的材料,可分为两大类:一类是高强度材料,如高强度钢板;另一类是低密度的轻质材料,如铝合金、镁合金、塑料和复合材料等。

轻量化材料对汽车工业的可持续性发展具有重要意义,它不仅关系到车辆的节能、减排、安全、成本等诸多方面,而且汽车轻量化材料的应用对世界能源、自然资源和环境保护具有深刻的影响,它已成为汽车材料技术发展的主导方向[5]。

(1)高强度钢在汽车制造业中,车身材料仍以钢铁为主,相对其他的轻质材料而言,高强度钢板在抗碰撞性能、加工工艺和成本方面较铝合金、镁合金和复合材料都具有明显优势,能够同时满足减轻汽车自重并提高汽车性能的双重需要。

高强度钢板指屈服强度大于210MPa的钢板,相对于普通钢来说具有强度高、质量轻、成本降低等特点,它是汽车轻量化后能够保证碰撞安全的最主要材料,所以高强度刚的用量直接决定着汽车轻量化的水平。

使用高强度钢板代替普通钢板制造汽车车身,汽车自身质量可减轻30%-40%;代替普通钢制成的传动轴质量可减轻约10%。

目前,高强度钢主要应用于汽车车身、底盘、悬架、转向等汽车零部件[6]。

(2)铝合金铝合金是最常见的汽车轻金属材料,相对于一般钢材,铝的密度是钢的1/3,质量更轻,铝合金具有较高的比强度、很好的挤压性、很强的耐腐蚀性和高度的可回收性,铝合金在汽车发动机制造中应用得比较成熟。

汽车铝合金主要分为铸造铝合金、形变铝合金(锻造铝合金和铝合金板材)。

当前汽车用铝合金以铸件为主,约占汽车用铝量的80%,可用于制造发动机零部件、壳体类零件和底盘上的其他零件。

现己大批量应用的零件有轿车发动机缸体、缸盖、离合器壳、保险杠、车轮、发动机托架等零部件。

变形铝合金在车身零件及结构件的应用方面也发展较快,如应用日益广泛的铝合金车厢盖、发动机罩、提升式后车门、翼子板、保险杠、车厢底板结构件、热交换器、车轮以及车身骨架等。

随着快速凝固铝合金、粉末冶金铝合金、超塑性铝合金、铝基复合材料和泡沫铝材等新材料的开发与应用,未来铝在汽车中的应用范围将进一步扩大,并将呈现铸件、型材、板材并举的局面[6]。

(3)镁合金镁合金是轻质金属结构材料之一,镁的密度只有 1.74 g/cm3是铝的2/3,钢的2/9[7]。

镁合金零件有显而易见的优点:(1)重量轻,镁合金零部件的使用能减轻整车质量,可在铝合金轻量化的基础上再减轻15%~20%;(2)比强度高于铝合金和钢,能够承受较大的负荷;(3)具有良好的阻尼系统,减振量大于铝合金和铸铁,可用于降低噪声和减少振动,从而提高汽车的安全性和舒适性。

到目前为止,汽车上共有60多个零部件采用镁合金。

主要分为壳类和架类两类零件:壳类零件包括气缸盖、离合器壳、变速器壳、滤油器壳、空气滤清器壳、分动器壳、增压器壳、灯罩等;架类零件包括方向盘、仪表盘、风扇架、挡泥板架、踏板托架、转向支架、刹车支架、灯托架、座椅架、车身支架、车门框架、轮毅等。

目前镁合金使用率最高的主要是车身和底盘零件,如仪表盘骨架与横梁、座椅骨架、转向盘、进气歧管,以及各种支架、罩盖等[6]。

(4)钛合金钛的密度为4.5g/cm,是铁的1/2,钛的熔点为1168℃,比铁还要高,热胀系数小,作为耐热材料很有潜力。

其制成的钛合金抗拉强度可达1500MPa,可与超高强度钢媲美,其比强度是常用工程材料中最高的。

钛合金可在550℃以下工作,优于铝合金及一般钢。

其具有比强度高、耐热性好、耐腐蚀性能好(优于不锈钢)、低温韧性很好(在-253℃时仍有良好韧性)、比断裂韧性高以及良好的加工适应性等优点。

目前,钛和钛合金主要用于制造汽车悬架弹簧和气门弹簧、发动机气门等高强度和抗氧化部件,由于价格等原因在车身上还未得到广泛应用[11]。

(5)塑料及复合材料目前,汽车上使用的塑料主要有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PEL)和聚氨酯(PUR)等。

汽车上常用的玻璃纤维增强的复合材料有片状模塑料、团状模塑料和树脂传递模塑料等。

塑料及复合材料是当前最重要的汽车轻质材料之一,不仅可以减轻汽车零部件约40%的质量,还可以使汽车零部件生产成本降低40%左右[10]。

复合材料制造的汽车零件不仅具有良好的减振性能、耐腐蚀性能,而且复合材料可采用模具一次成形制成各种零件,工艺简单灵活,材料利用率高。

汽车用塑料的主要类型包括通用工程塑料、塑料合金和增强塑料。

塑料在汽车中最早是用于仪表板、车门内板、顶棚、副仪表板、杂物箱盖、座椅及各类护板等内装件,而后逐渐向外装件、结构件和功能件扩展,如车身外板、后阻流板、保险杠、车轮罩、前后翼子板、举升门,以及油箱、散热器水室、风扇叶片、发动机进气管、气门室罩盖等。

4、轻量化材料的应用对刚度要求比较高的部件通常选用高强度钢来进行轻量化,而其他一些对刚度要求不是很高的部件常常采用铝合金来做轻量化材料的替代;随着材料技术与加工工艺技术的成熟镁合金逐渐开始取代铝合金成为主要的替代材料。

各种轻型材料大多用在非结构件的制作中,刚度要求较大的车身结构件都使用高强度钢板来代替原来的钢材。

轻量化材料的使用,不单单是通过材料密度来选择的,在实际生产过程中需要综合考虑各种因素。

由于铝合金具有质量轻、强度和硬度大等特点,在目前被用作主要的轻量化的替代材料。

但是由于其价格昂贵,所以必然会导致制造成本的提高。

目前,车身结构材料的选择仍以钢材为主,铝合金不会大范围使用。

对于其他材料,各自都有其特性,在选择的时候根据具体情况来综合考虑[9]。

5、汽车轻量化技术轻量化技术可采用“比铁更轻的金属材料”、“可重复使用的塑料”、“车体和部件的结构更趋合理化的中空型结构”等对策。

如,高强度钢板制的车体材料(比以前刚性强,薄而轻)、铝制发动机机体、铝合金飞轮、塑料消声器等的使用已趋普遍。

而悬架部件、燃料箱轻量化则刚开始。

而今,把铁制部件改用铝和塑料也正在逐渐增多。

此外,还有把发动机的凸轮轴和曲轴等旋转部件制成中空化结构,以减轻重量。

汽车轻量化,往往是通过这些细小技术的措施来使整体轻量化的[8]。

6、汽车结构轻量化设计汽车轻量化技术实现的一个重要途径是汽车结构优化设计。

汽车结构轻量化设计是指在满足汽车工程结构约束条件下,以减轻汽车整车质量为目标,求出最优方案的设计方法,主要对汽车车身、汽车底盘、发动机和车门等进行结构优化设计。

汽车结构轻量化设计需要开发设计更合理的轻型车体结构和零部件,强调合适的材料用于合适的部位,并用最少的材料和最低的成本来获得汽车结构的最佳性能,包括质量、强度、刚度和稳定性等目标[3]。

结构的轻量化设计主要是利用有限元法和优化设计等方法,通过改进汽车零部件结构即薄壁化、中空化、小型化及复合化,以减轻车身骨架和车身钢板的质量来达到轻量化目的。

先进的成形工艺即是应用诸如激光拼焊技术、液压成形技术、热压成形技术、半固态金属加工、注射成型技术及喷射成型技术等实现结构轻量化。

实际上三者是紧密相连的,往往采用轻量化材料结合轻量化结构设计及先进的成形技术,在性能不降低的前提下获得轿车车身的轻量化[9]。

7、轻量化设计和实施时的先进成型技术7.1激光拼焊激光拼焊是指将几个小零件通过激光焊接集成到一个大的毛坯,进而冲压成形成所需整体部件。

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