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汽车上哪些部位需要使用高强度钢材?标注的钢材强度是真实的吗?

2018-11-20 10:55
老侯解车
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现在的汽车车身都是带有溃缩吸能功能的安全车身,它可以在汽车发生碰撞时利用车身的前后部的变形有效地吸收撞击能量,降低事故发生时人体的减速度;同时乘员舱坚固可靠,确保乘员的有效生存空间。比如丰田的GOA车身,马自达的创驰蓝天车身等,大众T-ROC车身等都是按照这样的思路来设计的。

这种车身结构总体上可以分为车身覆盖件和车身结构件两部分。车身覆盖件就是我们看到的汽车外表,它是一个由薄钢板或塑料制成的汽车表皮,基本不承受汽车所受到的各种力,在汽车发生碰撞时基本不起作用;车身结构件才是汽车的受力部件,汽车在行驶时和发生碰撞时所受到的各种力都由它来承受,它的强度与刚度是才是最重要的。所以,那些高强度的材料,一定是用在车身结构件上,而不是车身覆盖件上。

那么是不是所有的车身结构件都使用高强度的材料呢?当然不是这样的,否则汽车的成本会无比高昂。由于汽车在发生碰撞时各部位受力情况不同,有些地方要坚固无比,而有些地方要溃缩吸能,所以,车身的不同部位使用的材料强度是不同的。其中的乘员舱是最重要的,要求它在发生事故时不发生变形,保证乘员的生存空间,而发动机舱和行李舱在碰撞时要能够很好的变形吸能,以避免外力传到乘员舱。

要保证乘员舱的坚固,构成乘员舱的材料强度必须足够高,因此,在构成乘员舱最主要的几个部位,比如A柱、B柱、地板通道、侧防撞钢梁等地方都使用了超高强度的钢材(热成型钢),而前后纵梁、乘员舱地板、C柱等部位使用了高强度的钢材。其中的B柱是构成乘员舱的主要支柱,使用强度最高的钢材,是汽车上最坚硬的部位。汽车厂家所宣传的钢材强度,就是指这个部位。其余部位和车身覆盖件(四门两盖)则使用了低强度的普通钢材。

不过,汽车钢板强度的标注可是有很多秘密的。很多人不知道的是:衡量钢板强度有两个标准,分别是屈服强度和抗拉强度。“屈服强度”即金属材料抵抗微量塑性变形的应力,即“用多大的力能把金属弄至变形”;“抗拉强度”指金属材料在拉断前承受最大应力值,即“用多大的力把金属弄断”。很显然,钢板的抗拉强度要远大于屈服强度。

汽车发生碰撞时“不变形”或者“变形少”是最关键的,因此,汽车钢板的“屈服强度”才是最值得我们重视的指标。假设有A和B两辆车,A车关键位置钢板的抗拉强度为900MPa,B车关键位置钢板的屈服强度同为900MPa,那么当这两块钢板都受到900MPa的冲击力时,A车钢板将会发生断裂,而此时B车钢板仅会发生变形,并不会造成断裂,所以B车的安全性要好于A车。

我国汽车工程学会把屈服强度大于210MPa小于550MPa(即抗拉强度大于270MPa小于700MPa)的钢称为高强度钢,屈服强度大于550MPa(即抗拉强度大于700Ma)的钢称为超高强度钢,其中热成形钢屈服度可以达到1000Mpa以上。屈服强度小于210MPa(抗拉强度小于270MPa)的钢称为低强度钢。所以我国的车身钢板强度数值并不高。但是有些国家会使用“抗拉强度”的指标来标注钢板强度,这样的后果就是钢板强度数值高的惊人,然而碰撞安全性并不好。具体的车系咱就不点名了,各位有兴趣自行百度吧!

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