轻量化材料--

轻化材料及便捷交通Lightweightmaterialsandconvenienttransportation目录页content轻量化材料汽车轻量化汽车轻化材料的应用轻量化材料Lightweightmaterials轻量化材料就是可以用来减轻产品自重且可以提高产品综合性能的材料“1.轻量化材料。定义：轻量化材料就是可以用来减轻产品自重且可以提高产品综合性能的材料。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。目前，交通工具轻量化的实现途径主要有三大方面：一是材料的优化设计和应用；二是产品结构的优化设计；三是先进制造工业的开发应用。三者相辅相成以实现最终产品的优化设计，而这其中产品结构优化设计和材料的优化设计具有广大的研究和开发空间常用的轻化材料（1）高强度钢特点：拉深延性能极好，可轧制成很薄的钢板（2）超高强度钢特点：抗拉强度极高（3）轻质金属材料铝、镁、钛及其合金特点：质量轻、加工性能好、抗腐蚀性好、吸振性强等优（4）塑料特点：质量轻，比性能高，广泛用于汽车制造（5）复合材料特点：具有质量轻、比强度高、比刚度大、材料性能可以设计等一系列优点常用的轻化材料（1）高强度钢特点：拉深延性能极好，可轧制成很薄的钢板（2）超高强度钢特点：抗拉强度极高（3）轻质金属材料铝、镁、钛及其合金特点：质量轻、加工性能好、抗腐蚀性好、吸振性强等优点（4）塑料特点：质量轻，比性能高，广泛用于汽车制造（5）复合材料特点：具有质量轻、比强度高、比刚度大、材料性能可以设计等一系列优点汽车轻量化Lightweightcar目前，汽车轻量化在国际和国内汽车市场内已经成为了一种不可阻挡的发展趋势汽车轻量化的意义降低能耗、减少环境污染以及节约有限资源是目前我国面临的一个十分重要而紧迫的课题，减轻汽车自重是提高汽车的燃油经济性、降低能耗、减少污染的重要措施之一。汽车轻量化在确保稳定提升性能的基础上，节能化设计各总成零部件，持续优化车型。实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高8%—10%；对于16~20t载货汽车来说，汽车整备质量每减少1000公斤，则耗油可低6%—7%；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。从驾驶方面来讲，汽车轻量化后，加速性提高，稳定性、噪音、振动方面也均有改善。从安全性考虑，碰撞时惯性小，制动距离减小，当发生碰撞时，塑性材料对人的冲击小得多，所以更加安全。因此，汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放、实现我国汽车工业可持续发展战略具有十分积极的意义[2]。由于铸件占汽车零部件的比重很大，所以，追求汽车轻量化，铸造业大有作为。汽车轻量化材料的应用1、高强度钢板在车身上的应用目前，实现车身结构轻量化主要有两个途径：一是采用合理的结构设计来优化汽车框架结构；二是在车身制造上采用轻质材料，这是目前车身轻量化的主流针对规模化生产的需要，有很多种轻质材料已应用于车身制造业中，如高强度钢铝镁合金和塑料复合材料等等，高强度钢板具有以下优点：可减轻零件质量，延长零件的使用寿命；可提高整车碰撞安全性；可提高零件外观质量；可减少零件数量，降低车身制造成本；可提高车身疲劳强度；单位质量价格低经济性好，回收率高高强度汽车钢板除基本力学性能外，其综合成型性能越来越受重视。2、铝镁合金在车身上的应用铝镁合金在汽车车身上的应用近年来越来越广泛，已经成为车身材料轻量化的重要组成部分，铝合金在车身上的应用铝合金轿车车身制造工艺（简称工艺）是一种加工铝合金薄板复工件的连续工艺，镁合金在汽车中使用具有以下优势：其是常用金属中最轻的金属，比强度高，热传导性好；目前，镁合金在汽车车身零件上也得到了广泛应用，如仪表板、气缸盖、前座骨架、制动踏板、方向盘轴等。3、复合材料在车身上的应用塑料复合材料具有以下优点：质量轻，比强度高；加工性能好，生产效率高，制造成本低；可设计性强，手感好，适合于作车辆的各种内饰件。目前汽车的保险杠几乎都是塑料件汽车塑料主要用作内外装饰件等，内装饰件的应用特点是安全环保和舒适，其主要制件有仪表板车门内板副仪表板顶后侧围板地毯杂物箱盖座椅及各类护板等；外装饰件的应用特点是以塑代钢，减轻汽车自重，主要制件有保险杠、散热器格栅、挡泥板、车轮罩、导流板、前后翼子板、玻璃窗户等。铝基复合材料：铝基复合材料密度低、比强度和比模量高、抗热疲劳性能好，但在汽车上的应用受到价格及生产质量控制等方面的制约，还没有形成很大的规模。目前，铝基复合材料在连杆、活塞、气缸体内孔、制动盘、制动钳和传动轴管等零件上的试验或使用显示出了卓越的性能，用铝基复合材料强化活塞头部而取消第一道环槽的奥氏体铸铁镶块可降重20%；铝基复合材料制动盘比铸铁制动盘降重50%。汽车应用举例汽车轻量化材料技术的发展应用轻量化材料的采用必须与产品设计制造工艺相结合，只有这样才能达到有效的目的。开发适应轻量化材料的新工艺不仅可以加速新材料在汽车上的应用，同时还可以降低材料成本，有利于扩大应用。要扩大铝，镁合金在汽车上的应用，还应该降低成本上下功夫。据汽车界人士预测,在今后十年中,轿车自身质量还将减轻20%,除了大量采用复合材料和轻质合金外,及新材料的集成制造工艺,会显著降低车身部件数量,车身设计方法也将发生重大变化。由于大量采用新型材料,传统的车身结构及其设计方法可能不再适用,取而代之的是一种基于生物学增长规律的形状优化设计法,这种设计方法即能减少零件质量,又延长了零件的使用寿命。此外,采用新的设计方法还能使车身零件数大幅度减少。随着我国汽车工业的发展,发展结构优化设计,开发轻金属材料及复合新材料汽车部件已经成为市场发展和竞争的需要,这一类产品也必将具有广阔的发展前景。谢谢观看！