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基于780MPa級熱軋高強(qiáng)度鋼的汽車單板沖壓前下控制臂開發(fā)

汽車制造商們把更多的工作重點(diǎn)放在了保護(hù)環(huán)境和提高能源效率上，主要措施是改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。節(jié)約能源的方法之一是通過使用高強(qiáng)度鋼（AHSS）來減輕車輛的總質(zhì)量。高強(qiáng)度鋼是抗拉強(qiáng)度在500～800MPa的鋼材，因其相對于鋁合金和鎂合金更為經(jīng)濟(jì)，故被認(rèn)為是底盤結(jié)構(gòu)部件的替代材料。

在一些主流汽車制造商的白車身和底盤的鋼制部件中，抗拉強(qiáng)度超過590MPa的高強(qiáng)度鋼使用率已超過60%。例如，德國大眾汽車公司目前正在生產(chǎn)的帕薩特和高爾夫的前下控制臂（FLCA）就采用了780MPa級高強(qiáng)度鋼。開發(fā)了一種新型具有優(yōu)良拉伸凸緣成形性的780MPa級高強(qiáng)度熱軋鋼，這種鋼材的抗拉強(qiáng)度為780MPa并具有55%的孔伸長率，滿足現(xiàn)代制造的材料規(guī)范要求。

本研究使用這種780MPa級高強(qiáng)度鋼開發(fā)和制造了一個單板沖壓前下控制臂樣件。此高強(qiáng)度鋼表現(xiàn)出了良好的成形性，控制臂樣件沒有出現(xiàn)成形性問題。為了評價此高強(qiáng)度鋼的性能，本研究對其進(jìn)行了孔伸長率試驗(yàn)和抗拉試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，780MPa級高強(qiáng)度鋼抗拉強(qiáng)度和孔伸長率分別為800MPa和65%。運(yùn)用CAE模擬方法對控制臂樣件進(jìn)行了耐久性和強(qiáng)度分析。該分析過程包括有限元模型建立、線性模擬、疲勞損傷評估及壽命預(yù)測等主要步驟。分析結(jié)果表明，該前下控制臂樣件的耐久性和強(qiáng)度滿足要求。

雖然該控制臂結(jié)構(gòu)仍需要進(jìn)一步優(yōu)化，但其應(yīng)用780MPa級高強(qiáng)度鋼可以使自身質(zhì)量減輕8%，說明這種鋼材有良好的應(yīng)用前景。

Kyoungju Sohn et al. SAE 2013-01-0665.

編譯：黃河