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汽車輕量化材料測試的研究

隨著人們環(huán)境意識的增強，各汽車制造商和供應商都在努力提高汽車的燃油效率。其中，在汽車上使用輕質材料實現(xiàn)汽車輕量化是一項有效的措施。目前，汽車制造商對現(xiàn)有材料的選擇從不同等級的鋁材、鋼材到各種先進的輕量化復合材料。對汽車輕量化材料的發(fā)展進行了介紹，同時對最新復合材料的應用和相關材料測試進行了說明。

在汽車工業(yè)發(fā)展早期，鋼材是應用最為廣泛的材料，但鋼材的質量較大，因而為實現(xiàn)輕量化，開始采用質量較輕的鎂合金、鋁合金替換部分汽車零部件材料。但鎂合金、鋁合金材料不能采用適用于鋼材的點焊連接，只能使用緊固件連接、自穿鉚接和粘合劑連接，而這些連接方式卻增加了汽車質量。近些年，制造技術的發(fā)展使最早只在專業(yè)賽車和高性能跑車上使用的復合材料開始應用在普通汽車上。復合材料具有超高的強度和較輕的質量，與鎂合金、鋁合金相比，其可以進一步實現(xiàn)汽車的輕量化。目前，必須對應用在汽車上的復合材料進行全面測試，并使其滿足相關標準。除國際標準化組織制定的車用復合材料標準外，相關國家和地區(qū)也有自己的測試標準，如美國材料與試驗標準（ASTM）、歐洲標準（EN）、德國工業(yè)標準（DIN）。除此之外，汽車制造商也建立了自己的標準，以評價供應商提供的產(chǎn)品，確保產(chǎn)品質量。由于復合材料是由材料纖維和金屬合成非金屬組成的各向異性材料，其性能很大程度上取決于復合材料纖維、基體材料和纖維排列形式等，因而必須對復合材料進行多種測試以表征其所有性能。在眾多測試材料特性的萬能試驗機中，德國Zwick集團生產(chǎn)的Allround-Line材料試驗機更適用于車用復合材料特性試驗中，其涵蓋了21種不同類型的測試，代表了約115種標準。利用試驗確定車用復合材料特性以后，還需要對復合材料連接方式、制造技術和質量保證設施進行討論，才能真正將復合材料廣泛應用在汽車工業(yè)中，以實現(xiàn)汽車輕量化。

刊名：Advanced Materials and Processes（英）

刊期：2014年第172期

作者：Alex Koprivc

編譯：陳丁躍