汽车轻量化材料测试的研究



汽车轻量化材料测试的研究

随着人们环境意识的增强，各汽车制造商和供应商都在努力提高汽车的燃油效率。其中，在汽车上使用轻质材料实现汽车轻量化是一项有效的措施。目前，汽车制造商对现有材料的选择从不同等级的铝材、钢材到各种先进的轻量化复合材料。对汽车轻量化材料的发展进行了介绍，同时对最新复合材料的应用和相关材料测试进行了说明。

在汽车工业发展早期，钢材是应用最为广泛的材料，但钢材的质量较大，因而为实现轻量化，开始采用质量较轻的镁合金、铝合金替换部分汽车零部件材料。但镁合金、铝合金材料不能采用适用于钢材的点焊连接，只能使用紧固件连接、自穿铆接和粘合剂连接，而这些连接方式却增加了汽车质量。近些年，制造技术的发展使最早只在专业赛车和高性能跑车上使用的复合材料开始应用在普通汽车上。复合材料具有超高的强度和较轻的质量，与镁合金、铝合金相比，其可以进一步实现汽车的轻量化。目前，必须对应用在汽车上的复合材料进行全面测试，并使其满足相关标准。除国际标准化组织制定的车用复合材料标准外，相关国家和地区也有自己的测试标准，如美国材料与试验标准（ASTM）、欧洲标准（EN）、德国工业标准（DIN）。除此之外，汽车制造商也建立了自己的标准，以评价供应商提供的产品，确保产品质量。由于复合材料是由材料纤维和金属合成非金属组成的各向异性材料，其性能很大程度上取决于复合材料纤维、基体材料和纤维排列形式等，因而必须对复合材料进行多种测试以表征其所有性能。在众多测试材料特性的万能试验机中，德国Zwick集团生产的Allround-Line材料试验机更适用于车用复合材料特性试验中，其涵盖了21种不同类型的测试，代表了约115种标准。利用试验确定车用复合材料特性以后，还需要对复合材料连接方式、制造技术和质量保证设施进行讨论，才能真正将复合材料广泛应用在汽车工业中，以实现汽车轻量化。

刊名：Advanced Materials and Processes（英）

刊期：2014年第172期

作者：Alex Koprivc

编译：陈丁跃