
“汽车轻量化”这一概念已逐渐深入人心,车身、悬架、发动机……几乎所有的汽车部件都能用轻量化技术进行减重。无论是出于节能减排的目的,还是对汽车安全性的考虑,高强度钢材是目前来说是同时具有高强度和轻量化特性的车身材料之一。
NanoSteel公司前不久委托爱达克(EDAG)公司做了一份研究报告,近日,该公司将其发布。以目前市场上大部分轿车的车身结构为研究对象,研究报告得出的结论为:先进高强度钢材能够为汽车白车身减轻30%的重量。
爱达克公司此次采用的研究方法与2012年为NHTSA进行的“轻型车辆”研究及2011年进行的“未来汽车钢板”研究相同。前者主要是为了研究2011款本田雅阁在北美市场是否有足够的竞争力——在满足安全性的同时是否具有良好的节能性。
NanoSteel公司的材料将高强度与成形性相结合,利用传统制造工艺实现复杂的部件设计。该公司在汽车白车身中使用更薄的钢板,与传统钢材相比,其具有更高的拉伸强度和延展性。
当将先进高强度钢材应用于NHTSA轻型车辆设计中时,爱达克校准材料指标和设计参数以保证车辆能够满足碰撞标准以及抗NVH性要求。在研究中,爱达克测试了钢材的扭转刚度、弯曲刚度和模态频率。此外,还进行了钢材的正面、正面偏置碰撞、侧面碰撞、车顶挤压和后部撞击测试。
要吸收高冲撞能的粉碎区部件,结构复杂的深绘制部件以及类似B柱和横梁部分的结构部件。
N1级别钢材用于车身外部饰板,因为该部分需要较高的成型性。因此采用强度相对较低的钢材。
N2级别钢用于前后方的防撞护栏和地板结构,这些区域要经受传动轴等部件在工作时的振动。因此强度要求要高于N1。
N3级别钢材则用于车顶棚结构和车身侧面结构,这些区域对防撞性的要求较高,需要保证乘客舱在受到撞击时尽量不产生变形。
研究结果包括:
1、从N1到N3钢材,强度递增,而延展性递减。N1:强度950兆帕,伸长率35%。N2:强度1200兆帕,伸长率20%。N3:强度1600兆帕,伸长率12%。在轻型车辆白车身中,等效伸长率是关键特征,以此来决定使用何种级别的钢材。
2、研究中虽然没有对钢材成形性进行研究,不过NanoSteel的钢材表现出了良好的机械性能,这同时意味着其有较高的成形性。因此,大多数轻型车辆白车身面板可替换为规格较低的钢材面板。
3、当把NanoSteel的钢材取代原本用于轻型车白车身上的钢材后,车身重量减少了10.5%,约27千克。而本田雅阁测试车中采用NanoSteel钢材后减重了100千克。
根据研究结果,可以看出NanoSteel钢材具有更高的高强度和伸长率,也因为这两项属性,汽车中可以使用更薄的钢板进一步实现车身轻量化。提高燃油经济性。







