自(zi)20世紀(ji)70年代中(zhong)期以(yi)來,世界上(shang)(shang)主要工業化國家,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)尤其(qi)是小汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)的生產迅速(su)發(fa)展。以(yi)美國為(wei)例,1975年小汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產量為(wei)898.7萬(wan)輛(liang),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)保有(you)量為(wei)1.327億輛(liang);到1985年,汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)產量上(shang)(shang)升到1165.4萬(wan)輛(liang),其(qi)中(zhong)轎車(che)(che)(che)達818萬(wan)輛(liang),汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)保有(you)量達1.686億輛(liang)。1985年全世界汽(qi)(qi)車(che)(che)(che)總產量達4503萬(wan)輛(liang),保有(you)量達4.71億輛(liang)。
2005年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)美國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)1202萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),全世(shi)界汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)總(zong)產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)6772萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),保(bao)(bao)(bao)有(you)(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)6.5億(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang)。2000年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)以(yi)后,中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業發(fa)展(zhan)進入了快(kuai)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)道,每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)都(dou)以(yi)兩位(wei)數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)速率(lv)增(zeng)長,2006年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian),中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)(da)728萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)已(yi)(yi)(yi)(yi)位(wei)于世(shi)界第(di)三,銷量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)處世(shi)界第(di)二,而2007年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)已(yi)(yi)(yi)(yi)超(chao)過(guo)880萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),如(ru)果加上農(nong)用(yong)(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)可超(chao)過(guo)1000萬(wan)輛(liang)(liang)(liang),產(chan)、銷量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)穩居世(shi)界第(di)二,而汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)有(you)(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)超(chao)過(guo)5000萬(wan)輛(liang)(liang)(liang)。預計(ji)到(dao)2020年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian),中國(guo)家庭(ting)轎車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)有(you)(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)有(you)(you)望超(chao)過(guo)1億(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang),汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)有(you)(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)將(jiang)(jiang)超(chao)過(guo)1.6億(yi)(yi)輛(liang)(liang)(liang)。按2003年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)統(tong)計(ji),中國(guo)每千(qian)人(ren)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)擁有(you)(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)僅為(wei)(wei)(wei)15輛(liang)(liang)(liang),美國(guo)已(yi)(yi)(yi)(yi)達(da)(da)850輛(liang)(liang)(liang)。汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業發(fa)展(zhan),產(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)(bao)有(you)(you)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)(gao),產(chan)生三個主要問題。其(qi)一(yi)(yi)是(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)加大(da),2003年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)中國(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)燃(ran)(ran)油(you)(you)消耗(hao)(hao)已(yi)(yi)(yi)(yi)達(da)(da)6000萬(wan)噸,2005年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)已(yi)(yi)(yi)(yi)達(da)(da)1.3億(yi)(yi)噸,2010年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)可能(neng)(neng)(neng)會達(da)(da)到(dao)2.7億(yi)(yi)噸;降低燃(ran)(ran)油(you)(you)消耗(hao)(hao)已(yi)(yi)(yi)(yi)成各(ge)國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)當務之急。二是(shi)(shi)(shi)環保(bao)(bao)(bao)和(he)排(pai)(pai)放(fang)(fang)污(wu)(wu)染(ran)加重,燃(ran)(ran)油(you)(you)消耗(hao)(hao)增(zeng)加,必然帶來(lai)排(pai)(pai)放(fang)(fang)污(wu)(wu)染(ran)增(zeng)加。在通常情況下(xia),按滿足歐(ou)II排(pai)(pai)放(fang)(fang)標準,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)每消耗(hao)(hao)1噸燃(ran)(ran)油(you)(you),將(jiang)(jiang)會排(pai)(pai)放(fang)(fang)二氧化碳 2000 kg,NO,44.09 kg,微粒1kg,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)排(pai)(pai)放(fang)(fang)污(wu)(wu)染(ran)也(ye)(ye)是(shi)(shi)(shi)驚人(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)。三是(shi)(shi)(shi)安(an)全交通事故增(zeng)加,中國(guo)每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)因交通事故而造成的(de)(de)(de)(de)(de)傷(shang)亡(wang)人(ren)數(shu)高(gao)(gao)達(da)(da)20萬(wan)人(ren)/年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian),即百(bai)萬(wan)輛(liang)(liang)(liang)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)死亡(wang)人(ren)數(shu)高(gao)(gao)達(da)(da)0.5萬(wan)人(ren)。為(wei)(wei)(wei)保(bao)(bao)(bao)證汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)工業健康(kang)發(fa)展(zhan),各(ge)國(guo)都(dou)制定(ding)(ding)了相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規。首(shou)先是(shi)(shi)(shi)如(ru)何減少汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)行車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)油(you)(you)耗(hao)(hao),節約能(neng)(neng)(neng)源(yuan)。能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)問題首(shou)次變(bian)得尖銳源(yuan)于20世(shi)紀70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)初的(de)(de)(de)(de)(de)石油(you)(you)危(wei)機,石油(you)(you)供應短缺和(he)價(jia)格(ge)猛漲,迫使一(yi)(yi)些國(guo)家采取相(xiang)應對(dui)策。70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)末,美國(guo)和(he)日(ri)本(ben)(ben)相(xiang)繼制定(ding)(ding)了內容類似的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)政策。美國(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)公司平均油(you)(you)耗(hao)(hao)法(fa)(fa)(CAFé)要求(qiu)各(ge)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)廠生產(chan)銷售的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)平均油(you)(you)耗(hao)(hao)為(wei)(wei)(wei):1978年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)為(wei)(wei)(wei)7.61 km/L(18mile/gal),1980年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)為(wei)(wei)(wei)8.46 km/L(20mile/gal),1985 年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)為(wei)(wei)(wei)11.67 km/L(27. 6mile/gal).在汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)油(you)(you)價(jia)持續(xu)攀升(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)今天,這(zhe)一(yi)(yi)法(fa)(fa)規更加嚴格(ge)。在美國(guo),當某車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)不(bu)能(neng)(neng)(neng)滿足CAFé規定(ding)(ding)時,該車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)廠家將(jiang)(jiang)受到(dao)高(gao)(gao)額(e)罰款,該車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)買(mai)主也(ye)(ye)將(jiang)(jiang)被(bei)征收汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)油(you)(you)超(chao)標稅,汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)油(you)(you)超(chao)標稅的(de)(de)(de)(de)(de)起征點為(wei)(wei)(wei)9.52km/L(22.5mile/gal);這(zhe)一(yi)(yi)指標將(jiang)(jiang)對(dui)整個汽(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)設計(ji)用(yong)(yong)材及其(qi)生產(chan)產(chan)生重大(da)影響;日(ri)本(ben)(ben)也(ye)(ye)于1999年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)規定(ding)(ding)了車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)油(you)(you)耗(hao)(hao)限值(zhi)(zhi),該限值(zhi)(zhi)依據車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)備(bei)質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不(bu)同,車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)驅動(dong)形式的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同,以(yi)及變(bian)速箱形式的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同而改變(bian);盡管(guan)歐(ou)洲尚無燃(ran)(ran)油(you)(you)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding)(ding),但CEE規定(ding)(ding)了燃(ran)(ran)油(you)(you)消耗(hao)(hao)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)測試方(fang)法(fa)(fa),政府公布每種車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)實測燃(ran)(ran)油(you)(you)消耗(hao)(hao),引導用(yong)(yong)戶的(de)(de)(de)(de)(de)購車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)意向(xiang);中國(guo)也(ye)(ye)于2003年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)制定(ding)(ding)并(bing)實施了車(che)(che)(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)燃(ran)(ran)料消耗(hao)(hao)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)限值(zhi)(zhi)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規。
汽車(che)(che)(che)數量增多,車(che)(che)(che)速增高,車(che)(che)(che)禍增多。為(wei)保證(zheng)人員和(he)車(che)(che)(che)輛(liang)安全(quan),美國(guo)(guo)(guo)在(zai)(zai)1966年制(zhi)定(ding)了(le)(le)(le)聯邦汽車(che)(che)(che)安全(quan)標準(Federal Motor Vehicle Safety Standard)[2].這個標準的(de)(de)內容在(zai)(zai)技術上逐年加嚴。此外,1970年,美國(guo)(guo)(guo)、日本(ben)與西歐各國(guo)(guo)(guo)共(gong)同制(zhi)定(ding)了(le)(le)(le)安全(quan)實驗(yan)車(che)(che)(che)(Experimental Safety Vehicle)計(ji)劃,并進行(xing)了(le)(le)(le)幾年的(de)(de)研究試制(zhi)和(he)國(guo)(guo)(guo)際交流,從而(er)得出,保證(zheng)安全(quan)的(de)(de)一個重要措施是(shi)汽車(che)(che)(che)構造和(he)構件要顯著增強。例如,美國(guo)(guo)(guo)規定(ding)汽車(che)(che)(che)的(de)(de)前保險杠必須(xu)承(cheng)受(shou)在(zai)(zai)8.05 km/h(5mile/h)車(che)(che)(che)速下的(de)(de)撞擊無任何(he)永久變(bian)形。近年來(lai),安全(quan)法(fa)(fa)規逐年嚴格,基于有關單位的(de)(de)統計(ji)報告,在(zai)(zai)車(che)(che)(che)輛(liang)碰(peng)(peng)撞事故中,正(zheng)(zheng)面(mian)碰(peng)(peng)撞占(zhan)49%,側面(mian)碰(peng)(peng)撞占(zhan)25%,追尾(即后碰(peng)(peng))占(zhan)22%.雖然(ran)側碰(peng)(peng)比例較少,但人員傷害最嚴重。歐美除制(zhi)定(ding)了(le)(le)(le)正(zheng)(zheng)碰(peng)(peng)法(fa)(fa)規FMVSS208 和(he)ECE R94外,還制(zhi)定(ding)了(le)(le)(le)側面(mian)碰(peng)(peng)撞法(fa)(fa)規 FMVSS214 和(he)ECE R95,我國(guo)(guo)(guo)2004年6月1日起(qi)實施正(zheng)(zheng)撞法(fa)(fa)規,2006年7月1日起(qi)正(zheng)(zheng)式實施側碰(peng)(peng)法(fa)(fa)規。
為降低(di)排(pai)放(fang),歐(ou)美均先后制定(ding)(ding)了(le)相關的(de)排(pai)放(fang)法規。歐(ou)洲1993年(nian)開始實施歐(ou)I排(pai)放(fang)標準,1997年(nian)實施歐(ou)II,2000年(nian)實施歐(ou)II,2004年(nian)實施歐(ou)IV;美國于(yu)1993年(nian)制定(ding)(ding)了(le)類同歐(ou)I的(de)排(pai)放(fang)標準,同時提出(chu)了(le)過渡低(di)排(pai)放(fang)汽(qi)車(che)(TLEV)、低(di)排(pai)放(fang)汽(qi)車(che)(LEV)和超低(di)排(pai)放(fang)汽(qi)車(che)(ULEV)排(pai)放(fang)標準,對汽(qi)車(che)排(pai)放(fang)提出(chu)了(le)更(geng)高的(de)要求;我國目前已全面實施歐(ou)II排(pai)放(fang)標準,2006年(nian)7月1日(ri)起,部分城市實施歐(ou)I排(pai)放(fang)標準。
降低汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)油(you)耗雖然可以通過提高發(fa)動機(ji)效率(lv)、增加(jia)傳動效率(lv)、減少運行阻(zu)力等方法,但(dan)是(shi)根(gen)據(ju)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)油(you)耗和汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)重(zhong)量成線性關(guan)系的(de)試驗結果(guo)。,如(ru)果(guo)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)自重(zhong)降低10%,在其他條(tiao)件(jian)不變(bian)的(de)情況(kuang)下,則(ze)可使(shi)汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)油(you)耗降低8%,排放降低4%,可見,降低汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)自重(zhong)是(shi)降低汽(qi)(qi)(qi)(qi)車(che)(che)油(you)耗的(de)簡單有效的(de)方法。
汽車質量對燃油消耗的影響可從以下分析中更一目了然地體現出來。如圖1-1所示,汽車在角度為α的坡面行駛,其行駛阻力Fwi可由方程1-1表示。

以上各式中,m為汽車質量,p為空氣密度,Cw為風阻系數,A為汽車迎風截面積,vx為車速,g為重力加速度,ax為汽車加速度,KR為上坡阻力系數,Km為加速度阻力系數,將方程1-2~1-5代人方程1-1,可得:

方程1-6表明:汽(qi)車的運動阻(zu)力與汽(qi)車質量密切相關,通(tong)常當車型(xing)設計完(wan)成(cheng)后(hou),風(feng)阻便可固定,則車子的(de)運行阻力(li)(也(ye)即燃油消耗)與(yu)車子的(de)自(zi)身質量(liang)呈線性關系。
從汽車制造、使用中耗能的統計結果來看假定一部小汽車“一生”所耗能量為12.56×108kJ(3×108kcal),則行駛占82%,制造材料占10%,加工工藝占5%,輪胎占2%,潤滑油占1%.可以看出,減少汽車自重從而降低使用中油耗的重要意義。因此,美國汽車的自重自1974年以來,已經迅速下降,例如:1977年轎車平均重量為1900 kg,1985年下降到1360kg.汽車自重的這種明顯的變化只有通過各種構件用材的變化才可能實現。
有趣的(de)(de)是(shi),降低(di)燃油(you)消耗和排(pai)放,要求汽車(che)(che)輕(qing)量化(hua)(hua),降低(di)自(zi)(zi)(zi)重(zhong);而近年來(lai),由于汽車(che)(che)功(gong)能提升,安(an)全性增(zeng)加(jia),舒適性改善,增(zeng)加(jia)了許多(duo)安(an)全件(jian)、自(zi)(zi)(zi)動化(hua)(hua)附(fu)件(jian)和相(xiang)關的(de)(de)舒適性附(fu)件(jian),這些又使汽車(che)(che)自(zi)(zi)(zi)重(zhong)有增(zeng)加(jia)的(de)(de)趨(qu)勢(shi)。但是(shi),如(ru)果不是(shi)輕(qing)量化(hua)(hua)材料和技術的(de)(de)應(ying)用,汽車(che)(che)自(zi)(zi)(zi)重(zhong)的(de)(de)增(zeng)加(jia)量將會(hui)更大,汽車(che)(che)自(zi)(zi)(zi)重(zhong)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)趨(qu)墊見圖(tu)1-2。

減輕汽(qi)車自重可以采(cai)用(yong)(yong)密度(du)低的(de)鋁(lv)合(he)金、塑(su)料(liao)以及纖維增強(qiang)復合(he)材料(liao)。但這為(wei)(wei)些材料(liao)與(yu)低合(he)金高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)相(xiang)比,尤其和(he)近年發(fa)展的(de)先進(jin)高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)相(xiang)比,不只制造過程耗能多(duo)、工藝復雜,而且現階段的(de)價格也較高(gao)。根據(ju)我國及美(mei)國有關部門進(jin)行(xing)的(de)德爾菲(Delphi)預測(ce),為(wei)(wei)了減少(shao)能源消耗,汽(qi)車工業用(yong)(yong)材近期仍以鋼(gang)為(wei)(wei)主(zhu),中期可能發(fa)展鋁(lv)合(he)金,遠期才(cai)發(fa)展工程塑(su)料(liao)和(he)復合(he)材料(liao)。這和(he)Compoton.對(dui)美(mei)國汽(qi)車材料(liao)使用(yong)(yong)的(de)預測(ce)是一致的(de)。1970年Compoton指出,即使到1985年,汽(qi)車工業中鋼(gang)鐵的(de)用(yong)(yong)量還會占70%以上,而且高(gao)強(qiang)度(du)鋼(gang)材的(de)用(yong)(yong)量會有顯(xian)著增加。
2001年美國(guo)典(dian)型(xing)家庭轎車用(yong)材的(de)構成:鋼54%,鑄(zhu)鐵10%,鋁合金8%,橡膠和(he)玻(bo)璃7%,鎂(mei)合金0.3%,其他12.7%,而高(gao)強度鋼的(de)用(yong)量(liang)迅速(su)增加(jia),在(zai)國(guo)際鋼鐵協會組織的(de)全世界(jie)34家鋼鐵公司和(he)相(xiang)關汽(qi)車行業的(de)輕量(liang)化項目ULSABAVC白車身(BIW)的(de)開發中,高(gao)強度鋼用(yong)量(liang)已達(da)90%以上(shang)(shang),這些(xie)數據和(he)上(shang)(shang)述的(de)預測(ce)趨勢相(xiang)一致。
在(zai)一部汽(qi)(qi)車中,鋼(gang)板(ban)的質量(liang)占車體材料的83%以上。因此,采用(yong)低(di)(di)合金高(gao)強(qiang)度鋼(gang)板(ban)代(dai)替傳統的低(di)(di)碳鋼(gang)板(ban),對(dui)減輕汽(qi)(qi)車自重(zhong)、降低(di)(di)油耗、提高(gao)汽(qi)(qi)車構件(jian)強(qiang)度、保證安全行駛(shi)都具有重(zhong)要(yao)的意義(yi)。正如Nitto等人(ren)在(zai)1981年所指出的:“現在(zai)可以毫不夸張地說,如何利用(yong)高(gao)強(qiang)度鋼(gang)板(ban)已經成為影響(xiang)80年代(dai)小汽(qi)(qi)車制造(zao)全局(ju)的關鍵技術問(wen)題(ti)。”基于(yu)(yu)最近幾年的試驗(yan)結果(guo)和所進行的理論分析,高(gao)強(qiang)度鋼(gang)板(ban)的應(ying)用(yong)及其在(zai)各(ge)類(lei)汽(qi)(qi)車零、部件(jian)中的應(ying)用(yong)總結于(yu)(yu)表1-1。

由表中(zhong)(zhong)(zhong)關系(xi)方程可(ke)(ke)以看出:除疲(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)外(wai),其他各(ge)性(xing)能(neng)(neng)均(jun)正(zheng)比于板(ban)材(cai)(cai)(cai)厚(hou)度(du)(du)(du)和相應(ying)的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料性(xing)能(neng)(neng)(抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)、流變(bian)(bian)應(ying)力和彈性(xing)模(mo)量(liang)(liang))。如(ru)果材(cai)(cai)(cai)料強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)提(ti)(ti)(ti)高,在所要求的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)不(bu)變(bian)(bian)或略有(you)提(ti)(ti)(ti)高的(de)(de)前提(ti)(ti)(ti)下,則(ze)板(ban)材(cai)(cai)(cai)構件(jian)厚(hou)度(du)(du)(du)可(ke)(ke)以減(jian)薄,因(yin)而可(ke)(ke)以降(jiang)(jiang)低(di)構件(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)。以承(cheng)受大變(bian)(bian)形的(de)(de)保(bao)險杠加(jia)強(qiang)(qiang)體(ti)為(wei)例(li),該零件(jian)在使用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)承(cheng)受大的(de)(de)撞擊載荷(he),希望具有(you)較高的(de)(de)壓潰強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)。厚(hou)度(du)(du)(du)、強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和壓潰強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)之間的(de)(de)關系(xi)方程為(wei)P.cct(σb)”,n=1/2如(ru)以厚(hou)度(du)(du)(du)t=5mm的(de)(de)普通碳鋼(gang)制(zhi)造(zao),設低(di)碳鋼(gang)的(de)(de)σb=280 MPa,則(ze)P,=84K(K為(wei)常數(shu));如(ru)采用(yong)(yong)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)σb=430 MPa的(de)(de)SAE950X制(zhi)造(zao),P.保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)(bian),則(ze)厚(hou)度(du)(du)(du)可(ke)(ke)減(jian)為(wei)4mm或重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)可(ke)(ke)降(jiang)(jiang)低(di)20%;如(ru)采用(yong)(yong)σb=600 MPa的(de)(de)SAE980X制(zhi)造(zao),P,不(bu)變(bian)(bian),則(ze)厚(hou)度(du)(du)(du)可(ke)(ke)減(jian)至3.4mm,重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)可(ke)(ke)減(jian)少30%;如(ru)仍(reng)用(yong)(yong)SAE980X制(zhi)造(zao),但重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)只降(jiang)(jiang)低(di)20%,則(ze)P.可(ke)(ke)提(ti)(ti)(ti)高到(dao)98K.這個(ge)例(li)子(zi)說明了采用(yong)(yong)高強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)鋼(gang)的(de)(de)優越性(xing)。這和文獻中(zhong)(zhong)(zhong)所列(lie)的(de)(de)采用(yong)(yong)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)為(wei)350 MPa的(de)(de)HSLA鋼(gang)代替低(di)碳鋼(gang)可(ke)(ke)分別使前梁(liang)、發(fa)動機支架、保(bao)險杠加(jia)強(qiang)(qiang)體(ti)、保(bao)險杠、門、發(fa)動機內(nei)外(wai)蓋板(ban)等構件(jian)板(ban)厚(hou)減(jian)少15%~25%的(de)(de)計(ji)算結果是一致的(de)(de)。因(yin)此(ci),采用(yong)(yong)高強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)鋼(gang)板(ban)制(zhi)造(zao)車身構件(jian),可(ke)(ke)以減(jian)少板(ban)材(cai)(cai)(cai)厚(hou)度(du)(du)(du),降(jiang)(jiang)低(di)構件(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang),從而節約行駛油(you)耗,并保(bao)證安全運輸(shu)。
文獻指出:采(cai)用高強(qiang)度鋼(gang)和先進高強(qiang)度鋼(gang),還有利于(yu)提高乘用車白車身的彎曲剛度、扭轉剛度以(yi)及相應(ying)的振動頻率,從而有利于(yu)降低白車身的NVH性能。

