材料试验对车辆轻量化的作用



材料试验对车辆轻量化的作用

金属材料依然是汽车行业的选择，汽车行业使用的钢、铝和镁合金具有很高的强度，而且有非常发达的供应链。20世纪，钢及合金被选为汽车材料。铝的需求到2025年预计将增加1倍。相比于2012年，北美铝合金车身板材的数量到2015年会提高4倍，到2025年会提高10倍。铝之所以有这么大的吸引力是因为其更轻，且可成形复杂几何形状的产品。铝还在降低成本上发挥了不可或缺的作用。尽管铝有这些优势，但却不是理想的焊接材料，需要新的连接技术，包括自冲铆钉和粘合剂。例如，路虎揽胜使用粘合剂粘接长度达到170m。

碳纤维增强塑料将是未来汽车的选择。复合材料在通用汽车生产Corvette的时候（20世纪中期）发挥了重要作用。碳纤维增强塑料（CFRP）具有高强度、超低质量的特性，但需要昂贵的技术投资，小批量生产很难使碳纤维增强塑料成为选择的材料。

混合材料的战略解决方案。德国Zwick/Roell公司在混合材料方面取得了很大进展，该公司已经开发出了一套用于材料选择和设计验证的方案，如针对铝和铝合金以及复合材料的质量控制测试。这种新一代的全方位在线试验系统非常适合高吞吐量的试验环境，其快速检测和快速定位，再加上迅速返回，可以缩短试验周期。

复合材料试验遇到的挑战，如复合材料的各向异性。另外，纤维增强复合材料的性能在很大程度上取决于纤维基体材料、纤维取向和纤维-基质界面。因此，材料测试必须采用各种测试以表征所有属性。这些测试都是在国际标准（ISO）以及国家和地区的标准（如ASTM，EN，DIN）下进行的。汽车制造商也都建立了自己的标准，并为供应商规定了评判标准，以确保生产质量。

刊名：Advanced Materials & Processes（英）

刊期：2014年第6期

作者：Koprivc et al

编译：鲍阚