汽车材料的轻量化应用培训教材.ppt

材料轻量化： 　　材料轻量化，指的是在满足机械性能要求的前提下，将材料重量减轻。一般通过采用轻量化的金属和非金属材料实现，主要包括高强度钢材、铝镁合金、工程塑料以及各种复合材料。轻量化材料中，目前钢铁材料仍保持主导地位，但钢铁材料的比例逐年下降，铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料等材料比例逐渐增加。 主要内容 ?轻量化的必要性 轻量化途径 轻量化材料应用的现状 未来塑料新材料的发展 面临的问题 汽车轻量化技术应用的必要性 世界铝业协会的报告指出： 汽车自重每减少10％， 燃油消耗可降低6％～8％。 增加承载 轻量化材料应用的现状 材料轻量化的发展现状 现代汽车中占自重90％的6类材料大体为：钢，铝及铝合金，铸铁，塑料，复合材料，陶瓷及玻璃。用新型板材及轻型材料(如镁、铝、塑料和复合材料等)替换车身骨架及内、外壁板原有的钢材来实现轻量化是车身轻量化技术重要途径之一。 应用实例 2008年2月22日上午8：30分，我国第一款自主研发的V12发动机——CA12GV，在中国第一汽车集团公司技术中心成功点火。这标志着我国掌握了顶级轿车发动机的开发技术。 全铝制轻量化设计：全铝缸体、缸盖、壳体件及支架，通过FE分析拓扑结构达到轻量化与NVH性能的最佳平衡。 ( 2) 轻质材料变速器壳体 变速器壳体、离合器壳体、操纵盖以及换档拨叉等零件目前已经广泛应用铝、镁合金，镁合金的密度为1.8g /cm3，是铝合金的2 /3，不足钢的1 /4，大众汽车公司和奥迪汽车公司启动了使用镁合金的战略，福特汽车公司也在其轻型载货车的离合器壳体中使用了镁合金。 ( 3) 全铝车身设计。 Ford·P2000 采用冲压焊 接制造的铝质车身骨架，可用现有钢板的加工方法 加工，白车身质量135.6kg，整车轻32.8%，市区百 公里油耗减少22. 8%。 ( 5) 轿车全铝车身设计实例。 奥迪A8 是大型豪华轿车，但它的整车质量，仅相当于一辆中型轿车。奥迪A8 铝合金框架支撑着全铝合金车身的创新技术被称为“ASF”———即奥迪空间框架技术，ASF 车身结构由挤压的铝部件及压铸件组成，该架构支撑铝板元件。 塑料在汽车上的应用 汽车用塑料零部件分为三类：内饰件、外饰件和功能件。自20世纪90年代以来，随着汽车材料国产化的开展，我国汽车用塑料步入了世界发展的轨道。 在我国，塑料件约占汽车自重的7%～10%，举例来说，在轿车和轻型车中，CA7220小红旗轿车中的塑料用量为88.33kg，上海桑塔纳为67.2 kg，奥迪为89.98 kg，富康为81.5 k g，依维柯0041则为144.5 kg；在重型车中，斯太尔1491为 82.25kg，斯太尔王为120.5 kg。据有关部门统计，我国汽车用塑料的品种按用量排列依次为PP，PVC，PU，不饱和树脂，ABS，PF，PE，PA，PC，复合材料。 汽车配件塑料化后的轻量化情况 其他应用 了解：碳纤维复合材料在汽车上的应用 由于碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚度，其适于制造汽车车身、底盘等主要结构件的最轻材料。预计碳纤维复合材料的应用可使汽车车身、底盘减轻重量40％～60％，相当于钢结构重的1/3～1/6。英国材料系统实验室曾对碳纤维复合材料减重效果进行研究，结果表明碳纤维增强聚合物材料车重量仅为172kg，而钢制车身重量为368kg，减重约50％。并且当生产量在2 万辆以下时，采用RTM 工艺生产复合材料车身成本要低于钢制车身。主要在豪华轿车、跑车上、赛车上应用如宝马、雷克萨斯、兰博基尼等 发展汽车材料应注意的问题 汽车材料的轻量化要科学、严谨，提高安全意识 .处理好汽车材料轻量化与汽车配置增加的关系 .处理好汽车材料轻量化与原材料资源和成本之间的关系 制定汽车材料轻量化规范标准 建立汽车材料轻量化技术人才培养基地和技术咨询服务机构 综上所述，汽车材料轻量化是大势所趋，世界各国都在致力研究和发展汽车材料轻量化。但是汽车制造商在汽车材料轻量化上不能盲目的跟风，一定要科学、合理地进行。我国汽车材料轻量化的发展还落后于欧美等国家，目前正处在发展阶段，所以发展前景广阔。中国汽车企业要抓住机遇，大力发展汽车轻量化，为中国汽车产业的跳跃式发展作出贡献 * * 汽车材料的轻量化应用 随着汽车材料技术的飞速发展，现代汽车制造材料的构成也在不断发生变 化。以现代轿车用材为例，按照重量换算，钢材占汽车自重的55％～60％ ，铸铁占5％～12％，有色金属占6％～10％，塑料占8％～12％，橡胶占 4％，玻璃占3％，其他材