车身设计及选材

车身设计及选材+V5\*zI;u3S/H%T'N0}汽车车身外壳绝大部分是金属材料，主要用钢板。早期的轿车车身沿用了马车车身结构，整个车身以木材料为主。1912年由爱德华.巴特首次制成了全金属的车身，1925年文森卓.兰西亚发明了承载式车身，车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型覆盖件组成，这种金属结构的车身一直沿用至今，得到不断的完善和发展。目前汽车上应用的材料有：R1j)Z,O&y'@9s6t1B一、镀锌薄钢板8e2]+Z%f7p9L:n3m0F从20世纪70年代开始轿车车身钢板采用镀锌薄钢板。镀锌薄钢板广泛应用在汽车上，这是因为它有良好的抗腐蚀能力。早年人们在试验中发现，将铁和锌放人盐水中，二者无任何导线联结时，铁和锌都会生锈，铁生红锈，锌生“白锈”；若在二者间用导线联结起来，则铁不会生锈而锌生“白锈”，这样锌就保护了铁，这种现象叫牺牲阳极保护。工程师正是将这种现象运用到实际生产中，生产了镀锌钢板。经研究，在镀锌量350克／平方米（单面）时，镀锌钢板在屋外的寿命（生红锈），田园地带约为15～18年，工业地带大约3～5年，这比普通钢板长几倍甚至十几倍。在近代，轿车已经广泛使用镀锌钢板，采用的镀锌钢板厚度从0.5至3.0毫米，其中车身覆盖件多用0.6至0.8毫米的镀锌钢板。德国奥迪轿车的车身部件绝大部分采用镀锌钢板（部分用铝合金板），美国别克轿车采用的钢板80%以上是双面热镀锌钢板，上海帕萨特车身的外覆盖件采用电镀锌工艺，内复盖件内部采用热镀锌工艺，可以使车身防锈蚀保质期长达11年。二、普通低碳钢版在现代，汽车生产中，使用得最多的还是普通低碳钢板。低碳钢板具有很好的塑性加工性能，强度和刚度也能满足汽车车身的要求，同时能满足车身拼焊的要求，因此在汽车车身上应用很广。为了满足汽车制造业追求轻量化的要求，钢铁企业推出高强度汽车钢材系列钢板。这种高强度钢板是在低碳钢板的基础上采用强化方法得到的，抗拉强度得到大幅增强。利用高强度特性，可以在厚度减薄的情况下依然保持汽车车身的机械性能要求，从而减轻了汽车重量。例如BH钢板是在低强度的条件下，经过冲压成形之后，进行烤漆加工热处理，以提高其抗拉强度。对比之下，以往生产的强度在440MPa的钢板，在采用这种加工技术以后强度可增加到500MPa。原来用厚度1毫米钢板做侧面板，用高强度钢板只需厚度0.8毫米。采用高强度钢板还可以有效地提高汽车车身的抗冲击性能，防止在行驶中由于路面的砂石飞溅碰撞产生凹痕，延长了汽车的使用寿命。/J3|$k'f1R:L,b(M'c车用高强度钢板应具有高强度和延塑性好的特点。目前高强度钢有BH钢（烤漆硬化钢板）、双相DP钢、相变诱导塑性钢（TRIP）、微合金M钢、高强度无间隙固熔IF钢等。它们一般用于需高强度、高抗碰撞吸收能、成形要求严格的零件，例如轮圈、加强构件、保险杠、防撞杠，随着性能及成型技术的进步，高强度钢板被用于汽车的内外板件，例如车顶板、车门内外板、发动机舱盖、行李舱盖等上。现在许多中高档轿车都采用高强度钢板。8OR({+I/`'O.E三．加P钢钢中加入磷，其强化效果超过锰。1l1m%D%L2X6w|'r;e&Y四．热轧酸洗板热轧钢板生产流程短、成本低，钢板有较高的强度和较好的延伸率，主要是用在制造汽车的车架、车轮、车厢及底盘和一些结构件。这种钢板经盐酸酸洗后平整和涂油，钢板表面光洁平整，尺寸精度较高，称为热轧酸洗钢板。可用它代替部分冷轧钢板生产结构件和深冲件，可以满足设计使用要求且价格便宜。#^*r+Tv)d!?:]!f五．冷轧烘烤硬化钢板（BH钢板）3[4b$N!e.@4t薄板在冲压成形前具有较低的屈服强度，经冲压成形或予拉延变形后，随即进行烘烤（——170℃）或高温处理，薄板的屈服强度得到了一定程度的提高，这种薄板称为烘烤硬化钢板，简称BH钢板（BakeHardenable）。薄板的烘烤硬化值（BH）主要依赖于钢中的固溶原子C，随着固溶C量增加，BH值提高，为防止薄板在较短时间内（3个月）出现时效倾向，应控制钢中固溶C量，一般10-15PPm，这时可获得30MPa以上的烘烤硬化值，固溶C量增加，BH值提高，薄板时效倾向加大，可用增大冷平整量来控制时效倾向，但降低薄板塑性，烘烤温度提高，BH值增加，烘烤温度在250℃——280℃时，BH达到最大值。用B180H1钢板在减薄0.1mm时去代替st14钢板生产轿车表面件，其抗凹刚度仍增加17.1%，凹陷深度下降近3倍，这就是因为BH钢板在经烘烤后，零件的屈服强度显著提高，需要更高的应力才能产生永久变形，形成凹坑。)m$e8K,X2P3H;o1U六．白车身设计应考虑的四项基本原则0u+e)K%u.w$u7T1.结构动力学.~+O'f8U&V$E-Y%r&z7X轿车外形流线型要求，空气阻力要小，并体现出动态美学。2.重视静刚度@5e-q3O$X)`,k&y/s*f轿车静止状态其弯曲及扭转刚度都要很高，给人以坚实的感觉。/f#|#r$T/X,P/N(f8Y#y3.良好的防碰撞性能轿车必须有抗前后、两侧碰撞的能力，给人以安全感。1~`5M0G(?&S%z-V+P:I4.质量优化采用高强度钢板制造，达到减重降耗，并实现轻量化的目标。七．钢板的选用原则:p~.qK&o在一个新车的模具制造完后，必须要有一个调试模具和试冲的过程，在这过程中对模具要进行局部修模，对钢板也有一个重新选择的过程，这是正常现象。+m!V5j3Y'b5W选用的钢板冲压时100%合格没有废品，这是钢板塑性过剩的表现，这并不经济合理。较高的冲废率，那是浪费，选材也不合理。废品率控制在0.3%左右，最合理最经济。选材的原则简单地讲就是以最低的价格材料来满足零件的最低工程要求。/{$p%U)R6].]-f!f根据各处受力不同，把“合适的材料用在合适的位置”上，这是我们追求的选材目标。选材要考虑以下几点：.\/K+U5w0^'u!o3hu1.零件的服役状况；:@)X(A1Q.M2.零件的形状、尺寸；3.其它车型同类零件的用材状况；4.模具厂的制造水平；5.各种板材的品质[成形性，可焊性，经济性，涂漆性，使用性]；随着新材料的应用，各零件用材肯定要变化，不能把提供的材料当做一成不变的资料。八、一些典型零件及所选用材料九、几种钢板所用的材料标准GB/T700碳素结构钢标准Q215、Q235GB/T699优质结构钢标准08、10、15、207_.Z%F4g4eFGB/T13237优质碳素结构钢冷轧钢板标准*x.M8B2n7X!A6\GB/T11253碳素结构钢和低合金钢冷轧钢板标准6x+J4w*|5@*f:B1zGB/T5213深冲压用冷轧薄钢板标准SC1、SC2、SC3宝钢企业标准Q/BQB402冷连轧碳素钢板及钢带SPCC、SPCDQ/BQB403冷连轧低碳钢板及钢带DC01、DC030j*[-y'D0H'F7bEQ/BQB410冷连轧碳素结构钢板及钢带ST37-2G、ST44-3G5E*V9?;c+a0q:^!JPQ/BQB302冷成型用热轧钢板及钢带SPHC、SPHD$@&a*L^#u&x6O-`2GQ/BQB310汽车结构用热连轧钢板及钢带SAPH310～370.]-z-\(t.@:D*y$[十．一点说明3d;M*v)c0v7C7q+h轿车车身“多材料设计”代表了今后轿车车身结构的发展趋势，通过对多材料结构进行优化、即能改进汽车的性能，又能显著的减少质量。要实现多材料轻量化结构设计，必须强调“合适的材料用在合适的部位”。最近几年研制出来的高强度钢板：如BP钢（双相钢）、TRIP钢（相变诱导塑性钢）、BH钢（烘烤硬化钢）、高强加磷钢、IF钢（无间隙原子钢）激光拼焊板等钢板在国内已批量生产，某些汽车公司已经批量应用。最近汽车技术资料阐述,抗拉强度最小值为280MPa的钢板[SPCC—SPCE,DC01—DC06,08钢，08AI，08F，SC1，SC2，SC3等均属这类钢]由98年占汽车用钢的10%下降到2004年的4%，预计到2008年高强度钢板所占比例将达60%。4J)|7?,o:?)l5]应用高强度钢板最好公司准备3项措施，以利于材料技术工作的开展：1、公司要有1个汽车材料实验室，它为选材，材料认可，应用新材料提供数据支持。2、公司要有[新材料管理规则]。)|5U\6Z#~3、公司要有测量白车身刚度（扭转，弯曲）的试验设备。