汽车结构材料的选择

邹冶 王经纬

摘 要 汽车行业的快速发展推动我国整体经济建设的发展速度和发展方向，改善人们的出行方式。汽车产业技术不断发展，新能源汽车开始出现，但是传统的燃油汽车仍是当前汽车的主要动力方式，为了节能环保，减轻汽车能耗，保护人类赖以生存的环境，每一位汽车工程从业者都在不断努力，研究开发更节能，更环保的汽车，本文主要对汽车结构材料的应用选择做了分析。

关键词 汽车;结构材料的选择

引言

汽车行业是近年来发展比较快速的产业，为我国经济建设贡献力量。随着科学技术的飞速发展，汽车的制造技术也有了很大提升，汽车的功能越来越多，结构形式也越来越复杂。在当前的节能环保理念下，为了使汽车更加的安全、舒适、环保、节能，实现高性能、高强度、轻量化目标，汽车制造的材料也发生了变化，可以预见，未来的汽车制造中金属材料、非金属材料、复合材料及纳米材料会发挥越来越重要的作用。

1 汽车结构材料的分类

1.1 金属材料性能

与汽车所用钢板对比，铝合金材料优势明显如：密度低、热稳定性较好、成形速度快、二次回收率高。与钢板材料对比，铝合金加工可减轻约43%的重量。此外，与金属板材相比，它最大的优势是可回收二次利用，因此在汽车行业中使用时受到环保人士的认可。同时，通过在金属材料表面添加防腐材料，可大大减轻车辆重量，并且铝板密度小。镁的密度较低，比汽车用钢轻65%。它比铝轻34%。此外，它还具有较好的导热性、较好的阻尼特性和较强的电磁屏蔽能力。镁材料主要应用于航空工业，近些年在汽车工业中也有应用。与铁相比，钛的密度只有铁的一半，但强度更高。因此，钛材质常用于汽车发动机铸件等，比如用于制造对强度、硬度、防锈性和耐磨性有较高要求的零件。

1.2 复合材料

复合材料是由有机聚合物、金属、无机非金属等材料合成的一种新型材料。 目前，碳纤维增强树脂复合材料和玻璃纤维增强树脂复合材料都已经广泛应用于汽车制造业中。 碳纤维增强树脂复合材料是一种理想的轻质制造材料，具有重量轻、强度高、刚性强、耐腐蚀、抗蠕变等优点。它通常被用于制造汽车的翼板、门、屋顶、导流板、发动机罩、尾板等部件。有些汽车制造商甚至制造了所有的复合材料车身和卡车滑板。但还未应用于实际， 在欧美等西方国家，汽车制造业中消耗的复合材料最多，汽车制造业消耗的复合材料占全国总产量的30%以上。 近年来，中国汽车制造商一直致力于研究复合材料在汽车制造中的应用，如东风公司和柳州汽车公司，正在研发生产家用汽车用复合材料。

1.3 塑料性能

在塑料制品方面，工程塑料也越来越多地用于汽车，与普通塑料相比，工程塑料具有更良好的耐热性和耐磨性，以及机械性能和尺寸稳定性。此外，金属材料形成时间短，质量轻。工程塑料更试用于汽车结构，实现轻量化和节能的目标 。在更换了金属后，车身在轻量化方面取得了显著的成就。工程塑料可以回收利用。

2 汽车车身轻量化设计中复合结构材料的应用

2.1 碳纤维复合结构材料在车身中的应用

轻量化设计的过程中，复合材料主要被应用于结构件和车身覆盖件。碳纤维复合材料的性能优异，但缺点是生产成本高，在汽车制造业中的实际应用还少。现在主要出于设计和研究过程中。复合材料的优点。复合材料的应用将大大降低汽车的整体重量。采用复合材料代替金属材料的优点是： 一是复合材料适用于汽车车身构件。可以硬化汽车的相应部件，更换以前的金属材料可以大大提高构件的刚度和强度。此外，复合材料的密度很小，所以质量相对较轻。将复合材料应用于汽车制造中，可以在保持汽车强度和刚度的同时，有效地降低汽车车身的总质量。此外，由于汽车新材料的多样化组合，其研制也越来越广泛，从不同方面提高了汽车的设计质量，使得汽车的实用性和安全性得到提升。还有一些复合材料正在不断研发中。通长采用的金属车身结构材料，长期使用后容易磨损。使得汽车性能下降，而采用复合结构材料代替普通金属结构材料可以有效解决这一问题。

2.2 加强化工新材料产业链的垂直整合

新型汽车材料需要不断的研发和创新。在上游原料树脂生产等方面，要加强生产企业与科研机构的合作。在产业链中下游，树脂生产企业应加强与改性塑料生产企业和配套生产企业的研发合作，努力逐步形成从树脂合成到加工改性和配套塑料助剂、成型设备、模具制造的综合产业链协调发展。同时，上游树脂生产企业应加强与汽车生产企业的联系，共同研发，不断创新，讲材料生产技术不断提高。 例如：有机玻璃制造公司应加强与汽车公司的联系，并逐步将塑胶模型纳入楚格设计的设计阶段，这只会促进塑胶模型的应用和推广。材料生产企业可适当兼并收购一些解决能力较强的改性塑料企业。 重组后的企业可以将产业链延伸至上游，支持上游合成树脂项目的建设，并通过实质性合作建立产业联盟，促进上游或下游之间的联系。

2.3 新材料的回收再利用

随着经济和社会的不断发展，环保理念不断深入各各行各业中。使用环保材料和开发新能源汽车已成为汽车工业发展的必然趋势。目前，汽车制造中使用的材料有75% 是可回收的，但有25% 是难以回收的，比如塑料、橡胶和玻璃纤维。 为了解决这个问题，社会各个方面都投入了大量的精力进行研究。考虑到综合成本和技术可行性，可行的回收方法包括热解、化學回收、再磨、颗粒回收、燃料和能量回收。在发达国家，塑料等材料的回收利用技术已经比较成熟，特别是在德国和日本，这是一个值得我们学习的重要课题。

3 结语

综上所述，随着科学技术的不断发展，各种新型材料在汽车制造中会越来越多的应用，这不仅会给消费者带来更好的驾驶与出行体验，而且还更加的节能环保。相信在不远的将来，汽车制造技术会更加的先进，更好地服务于人们的出行与社会的发展。

参考文献

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