D-56《轻量化——原理、材料选择与制造方法》.DOC

轻量化—原理、材料选择与制造方法 进 修 考 核 大 纲 吕德龙 编 兵器工程师进修大学 2012年8月 《轻量化—原理、材料选择与制造方法》进修考核大纲 一、课程的性质与基本要求 课程是工程学科的学全面了解技术在军事领域的必威体育精装版应用的综合性专业课程。该课程可以培养学在认识和分析各种的工作机理的基础上，建立对系统整体技术构成的认识。 本课程在讨论与军用设备特性的基础，介绍了军用装备中常用的系统。以军用技术为重点，从原理、器件、系统、性能分析、方案设计、装备实例和技术发展等多方面展开了全面介绍。并在课程最后讨论了几种重要的应用技术。在全球环保消费观念盛行的今天，汽车轻量化技术的地位日益重要，正成为通向未来节能汽车发展之路的主流技术，在此技术领域已经走到了行业的前端。轻量化主要通过合理的结构设计和使用轻质、高强度的材料来实现。——高强度材料：采用高强度钢板，在等强度设计条件下可以减少板厚及重量，并提高了车体的抗凹陷性、耐久强度和大变形冲击强度安全性。——抗拉强度在270～700MPa的属于高强度钢，超过700MPa的为超高强度钢，而钢板最高强度达到了1480MPa。轻量化科技车身结构轻的三大好处更节油：整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%，更高强度钢板取代普通钢板，防撞能力更强刹车时制动距离更短在同等刹车技术、行驶条件下，刹车距离在同级别品中最短！?更环保：轻质高强度车身，降低车重，减少污染物排放。 二、课程的基本内容和具体要求 下面给出各章的学习要求，对于凡是考核中要求重点掌握的均采用黑体。 第一章 学习要求 明确军用技术的主要研究内容、军用装备的主要发展阶段。了解按照工作原理和技术发展军用的特点和分枝。了解现代军用技术与现代战争之间的关系。明确军用技术的理论基础和技术基础及其发展方向。 依据如下思考题进行学习： 1军用技术主要研究的内容 2．军用装备发展经历了哪个阶段第二章 重点及学习要求 轻量化材料应用 1铝合金 铝相对于钢、铁来讲，，质量轻许多，而且铝资源丰富，市场供应充足。铝加入合金元素后，具有密度小、质量轻、导热性能高、吸收冲击能力强、易于回收再生、耐腐性高等特点。铝合金的密度大约是钢铁的1／3，吸收冲击的能力大约是钢的2倍，导热性能大约比铁高3倍，所以铝合金是汽车轻量化的首选材料，在汽车上使用比较早，技术也相对成熟。20世纪80年代，美国在轿车上平均使用铝合金量为55kg，90年代达到130kg。日本在汽车上使用铝合金材料的进展很快，跑车用铝合金最多，每车使用铝合金达250kg，占整车质量的16.4%。铝合金在汽车上的应用主要为以下几种： 铸造铝合金。铸造铝合金具有优良的铸造性能，铸造方法很多，可根据使用目的、零件形状、数量、质量标准、机械性能等方面的要求和经济效益，选择最适宜的合金和铸造方法，生产效率比较高。铸造铝合金主要用于汽车发动机部件、离合器壳体、变速器壳体、后桥壳、转向器壳体、正时齿轮壳体等壳体类零件；也可用于制造保险杠、车轮、发动机框架、转向节液压泵总成、刹车钳等零部件。 形变铝合金。形变铝合金与铸造铝合金相比，强度、韧性都大为优越。形变铝合金在汽车上主要用于制造保险杠、发动机罩、制动器总成的保护罩、消声罩、防抱死制动系统、热交换器、车身构架、座位、车箱底板等零部件。美国汽车形变铝合金所占的比例较高。 锻造铝合金。由于价格昂贵，以前锻造铝合金只是在欧美高级轿车上有少量应用。由于锻造铝合金热锻时不氧化、表面光洁、机加工余量小、无加工缺陷，所以在汽车上的应用正在逐渐增加，主要用于汽车的托架和载货汽车的车轮等。 2高强度钢 虽然汽车制造中铝等轻质材料不断增加，但钢铁仍是汽车制造的主要材料。铝等轻质材料由于受到自身性能、工艺要求以及价格等因素的限制，在汽车制造中仅能代替一部分钢铁。高强度钢相对于普通钢来说具有高强度、质量轻、成本降低等特点，而且能够提高安全性能，所以高强度钢已成为颇具竞争力的汽车材料轻量化的原材料。使用高强度钢板代替普通钢板制造汽车车身，汽车自身质量可减轻30%～40%；代替普通钢制成的传动轴质量可减轻约10%。北美开发的PNGV-Class轿车，车身全部采用高强度钢，其质量只有218kg，与全铝车身相当。所以高强度钢是汽车钢铁材料今后的主要发展方向之一。目前，汽车制造商用高强度钢取代普通的钢材和铸铁制造汽车车身、底盘、悬架、转向等汽车零部件，不仅有利于实现汽车轻量化，降低能耗和保护环境，而且可以大幅度地提高汽车的耐侵蚀能力，增加汽车使用寿命。 3镁合金 全世界已知含镁矿物有60余种，镁是目前工业应用材料中最轻的一种金属，也是地壳中含量丰富的元素之一，镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、良好的尺寸稳定性、导热导电性能好、吸振性和易于加工成型等特点，所以镁合金是具有竞争力的汽车轻量