汽車上哪些部位需要使用高強(qiáng)度鋼材?標(biāo)注的鋼材強(qiáng)度是真實(shí)的嗎?
現(xiàn)在的汽車車身都是帶有潰縮吸能功能的安全車身,它可以在汽車發(fā)生碰撞時利用車身的前后部的變形有效地吸收撞擊能量,降低事故發(fā)生時人體的減速度;同時乘員艙堅(jiān)固可靠,確保乘員的有效生存空間。比如豐田的GOA車身,馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天車身等,大眾T-ROC車身等都是按照這樣的思路來設(shè)計(jì)的。
這種車身結(jié)構(gòu)總體上可以分為車身覆蓋件和車身結(jié)構(gòu)件兩部分。車身覆蓋件就是我們看到的汽車外表,它是一個由薄鋼板或塑料制成的汽車表皮,基本不承受汽車所受到的各種力,在汽車發(fā)生碰撞時基本不起作用;車身結(jié)構(gòu)件才是汽車的受力部件,汽車在行駛時和發(fā)生碰撞時所受到的各種力都由它來承受,它的強(qiáng)度與剛度是才是最重要的。所以,那些高強(qiáng)度的材料,一定是用在車身結(jié)構(gòu)件上,而不是車身覆蓋件上。
那么是不是所有的車身結(jié)構(gòu)件都使用高強(qiáng)度的材料呢?當(dāng)然不是這樣的,否則汽車的成本會無比高昂。由于汽車在發(fā)生碰撞時各部位受力情況不同,有些地方要堅(jiān)固無比,而有些地方要潰縮吸能,所以,車身的不同部位使用的材料強(qiáng)度是不同的。其中的乘員艙是最重要的,要求它在發(fā)生事故時不發(fā)生變形,保證乘員的生存空間,而發(fā)動機(jī)艙和行李艙在碰撞時要能夠很好的變形吸能,以避免外力傳到乘員艙。
要保證乘員艙的堅(jiān)固,構(gòu)成乘員艙的材料強(qiáng)度必須足夠高,因此,在構(gòu)成乘員艙最主要的幾個部位,比如A柱、B柱、地板通道、側(cè)防撞鋼梁等地方都使用了超高強(qiáng)度的鋼材(熱成型鋼),而前后縱梁、乘員艙地板、C柱等部位使用了高強(qiáng)度的鋼材。其中的B柱是構(gòu)成乘員艙的主要支柱,使用強(qiáng)度最高的鋼材,是汽車上最堅(jiān)硬的部位。汽車廠家所宣傳的鋼材強(qiáng)度,就是指這個部位。其余部位和車身覆蓋件(四門兩蓋)則使用了低強(qiáng)度的普通鋼材。
不過,汽車鋼板強(qiáng)度的標(biāo)注可是有很多秘密的。很多人不知道的是:衡量鋼板強(qiáng)度有兩個標(biāo)準(zhǔn),分別是屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。“屈服強(qiáng)度”即金屬材料抵抗微量塑性變形的應(yīng)力,即“用多大的力能把金屬弄至變形”;“抗拉強(qiáng)度”指金屬材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值,即“用多大的力把金屬弄斷”。很顯然,鋼板的抗拉強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于屈服強(qiáng)度。
汽車發(fā)生碰撞時“不變形”或者“變形少”是最關(guān)鍵的,因此,汽車鋼板的“屈服強(qiáng)度”才是最值得我們重視的指標(biāo)。假設(shè)有A和B兩輛車,A車關(guān)鍵位置鋼板的抗拉強(qiáng)度為900MPa,B車關(guān)鍵位置鋼板的屈服強(qiáng)度同為900MPa,那么當(dāng)這兩塊鋼板都受到900MPa的沖擊力時,A車鋼板將會發(fā)生斷裂,而此時B車鋼板僅會發(fā)生變形,并不會造成斷裂,所以B車的安全性要好于A車。
我國汽車工程學(xué)會把屈服強(qiáng)度大于210MPa小于550MPa(即抗拉強(qiáng)度大于270MPa小于700MPa)的鋼稱為高強(qiáng)度鋼,屈服強(qiáng)度大于550MPa(即抗拉強(qiáng)度大于700Ma)的鋼稱為超高強(qiáng)度鋼,其中熱成形鋼屈服度可以達(dá)到1000Mpa以上。屈服強(qiáng)度小于210MPa(抗拉強(qiáng)度小于270MPa)的鋼稱為低強(qiáng)度鋼。所以我國的車身鋼板強(qiáng)度數(shù)值并不高。但是有些國家會使用“抗拉強(qiáng)度”的指標(biāo)來標(biāo)注鋼板強(qiáng)度,這樣的后果就是鋼板強(qiáng)度數(shù)值高的驚人,然而碰撞安全性并不好。具體的車系咱就不點(diǎn)名了,各位有興趣自行百度吧!
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