现代材料及其在汽车设计中的应用课件.ppt

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1、现代汽车设计概论内蒙古农业大学机电工程学院主讲：闫建国2012.9第2章现代材料及其在汽车设计中的应用本章目的介绍设计人员能够利用的各种类型材料；介绍汽车设计所需要的材料特性；说明材料选择过程和与设计的交互性。2.1概述四大类工程材料：金属和合金塑料和聚合物陶瓷和玻璃现代复合材料工程材料的使用：汽车材料的结构和制造技术2.2.1金属和合金1、车身2、轴类和齿轮3、缸体和变速箱体4、活塞、连杆、车架和悬挂等汽车新材料开发与应用轻量化新材料开发新材料应用支撑技术零件制造技术回收再生技术高强度钢铝合金镁合金塑料复合材料材料评价方法性能数据库零件设计指南成形技术连

2、接技术表面处理技术－－－－－汽车新材料轻量化是车身材料技术的发展方向高强度钢铝合金镁合金工程塑料非金属基复合材料表2.1材料的性质设计应用产品时，选择合金需要实验数据。先决定选择那类金属，随后的具体选择需要详细的信息，因此需要对材料和零件实验。材料的选择2.2.2塑料和聚合物高强度钢板现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素（P磷Si硅Nb铌V钒Ti钛），经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳钢板的2～3倍，深拉延性能极好，可轧制成很薄的钢板，是车身轻量化的重要材料。高强度钢板北美轿车高强度钢应用的增长趋势高强度钢用量将有较大

3、的增长一款A级轿车轻量化工作：高强度钢目前现生产车型应用的品种有：烘烤硬化钢、加磷钢、低合金高强度钢、双相钢及TRIP钢在个别车型中，为了达到轻量化设计要求，满足碰撞法规，在设计中使用了780MPa和980MPa高强度钢应用研究：双相钢980Y原从日本进口，现与宝钢合作试制；将在一车型中研究成形性及回弹补偿工艺完成TRIP钢与HSLA钢点焊工艺研究进行门防撞梁（强度1200MPa）冷成形工艺研究一汽高强度钢应用技术奇瑞轻量化材料的应用340MPa390MPa440MPa590MPa780MPa吉利NL-1车型已采用的轻量化技术东风驾驶室钢板材料技术应用驾驶

4、室共有冲压件539种约有160余件采用高强度钢冷轧板﹥340MPa热轧板﹥510MPa用量约86㎏高强度钢板轻量化迭层钢板迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料，表层钢板厚度为0.2～0.3mm，塑料层的厚度占总厚度的25％～65％。与具有同样刚度的单层钢板相比，质量只有57％。隔热防振性能良好，主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。新型奥迪A2型轿车，由于采用了全铝车身骨架和外板结构，使其总质量减少了135kg，比传统钢材料车身减轻了43％，使平均油耗降至每百公里3升的水平。铝合金莲花公司通过减轻质量，而不是增加发动机功率来提高汽车性能。标

5、准的铝制挤压件用于各种部件，如踏板、垂直杆，明显地减少锻件数、工具数及锻造成本。现在Elise在市场上已产生效益，质量为750kg，而最常见的质量是1000-1200kg，因此改进了经济性能。据估计，通过精心选择材料如锰合金和碳纤维增强复合材料，目前的汽车质量进一步减轻了100kg。铝合金长安轻量化材料技术铝合金板材在汽车车身上的应用汽车车身约占汽车总重的30%，而在汽车内外板上用铝合金来代替传统钢板就可使车身减重约40%-50%，进而使整车减重10%左右采用铝制车身的车型亨利·福特ModelT型汽车福特Prodigy、JaguarnewXJ法拉利360等

6、赛车DaimlerChryslerProwler大众3LLupo、奥迪A2、A8本田混合动力轿车Insight、NSX铝合金车顶盖和发动机罩盖汽车后门盖内板底盘由压铸铝合金铸件、铝冲压件和型材构成，车身板也是铝件铝零件之间采用了自铆和先进的粘结工艺进行连接莲花汽车公司的铝合金底盘镁合金镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3镁合金左右），强度高，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。采用激光拼焊新工艺：厚度1.8mm厚度1.2mm厚度1.6mm厚度1.2mm左/右中柱加强板左/右门槛加强板

7、此部位减薄0.6重量减少1.04Kg此部位减薄0.4重量减少0.62Kg汽车轻量化的技术支持近年流行一种“拼焊”技术，就是将不同厚度和不同性能的钢板剪裁后拼焊起来的一种钢板，这种拼焊钢板可以冲压加工。采用拼焊钢板可以按照汽车的不同部位对应于不同的板材，更好地发挥其作用，例如在负荷大的地方采用较厚的高强度钢板，而在其他部位则使用较薄的高强度钢板。拼焊钢板的应用，简化了生产工艺、改善了构件性能和减轻了重量。汽车构件上采用“拼焊”的部件常有侧面框架、车门内板、车身底板、侧面横档、档风玻璃窗框、中立柱等。因此，对高强度钢板的焊接也有高要求。金刚石刀具陶瓷刀具汽车轻

8、量化的技术支持钛合金钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。它的强