趙生蓮
摘要:泡沫金屬具有重量輕、密度低、強(qiáng)度高、良好的聲音吸收能力、良好的隔熱性能、吸收能量的性能的優(yōu)點(diǎn),因此被用于汽車(chē)部件的。
關(guān)鍵詞:泡沫金屬;汽車(chē)
泡沫金屬是一種在金屬基體中分布有無(wú)數(shù)氣孔的多孔質(zhì)材料,結(jié)構(gòu)孔徑大、孔隙率高、密度低,有許多物理與機(jī)械相結(jié)合的優(yōu)良特性。此外,它的加工性好、可再生,因此這種新型材料在工程中有廣泛的應(yīng)用前景。
1泡沫金屬的性能
泡沫金屬的獲得主要是通過(guò)去除金屬中的其他物質(zhì)來(lái)獲得疏松多孔的結(jié)構(gòu)或者是在熔融態(tài)的金屬中產(chǎn)生氣泡。它具備以下性能:
1.1重量輕、密度低,強(qiáng)度高
對(duì)于承受彎曲負(fù)載的裝置,所用材料應(yīng)具有較高的比強(qiáng)度。在質(zhì)量給定的前提下,泡沫鋁可使構(gòu)件的彎曲強(qiáng)度更加優(yōu)化。
1.2吸收能量的性能
由于泡沫金屬是多孔結(jié)構(gòu),所以可用作能量吸收材料。在汽車(chē)安全性設(shè)計(jì)中,將泡沫金屬用作吸收碰撞能量的主要材料也是十分適宜的。
1.3泡沫金屬具有良好的聲音吸收能力
1.4良好的隔熱性能
2泡沫金屬在汽車(chē)上的應(yīng)用
“泡沫金屬”是20世紀(jì)90年代末才出現(xiàn)的新型材料,但應(yīng)用速度很快,有些新車(chē)型已經(jīng)采用了這種材料?!芭菽饘佟敝饕概菽X合金。
由于泡沫金屬具有上述性能,因此在輕量化及安全性方面顯示出它的優(yōu)勢(shì),從而受到了汽車(chē)行業(yè)的重視。
2.1泡沫鋁材在汽車(chē)車(chē)門(mén)輕量化中的應(yīng)用
車(chē)門(mén)(cardoorl是為駕駛員和乘客提供出入車(chē)輛的通道,并隔絕車(chē)外干擾,在一定程度上減輕側(cè)面撞擊,保護(hù)乘員。車(chē)門(mén)的好壞,主要體現(xiàn)在,車(chē)門(mén)的防撞性能,車(chē)門(mén)的密封性能,車(chē)門(mén)的開(kāi)合便利性,當(dāng)然還有其它使用功能的指標(biāo)等。防撞性能尤為重要,因?yàn)檐?chē)輛發(fā)生側(cè)碰時(shí),緩沖距離很短,很容易就傷到車(chē)內(nèi)人員。它的輕量化主要是通過(guò)使用輕量化材料或是采用不同的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而泡沫金屬在輕量化及安全性方面顯示出了優(yōu)勢(shì),所以可以用于汽車(chē)車(chē)門(mén)。
2.2汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋
發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋是行人在碰撞事故當(dāng)中頭部接觸的主要區(qū)域之一。在沖擊過(guò)程中,頭部接觸外罩板,外罩板變形,并帶動(dòng)內(nèi)罩板一起變形,向下運(yùn)動(dòng)并吸收頭部能量。若變形過(guò)大,行人頭部有可能會(huì)與發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋下端的發(fā)動(dòng)機(jī)艙部件發(fā)生二次碰撞,造成嚴(yán)重傷害。發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋設(shè)計(jì)需要盡量避免這一情況發(fā)生,讓發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋在不對(duì)行人頭部造成過(guò)大沖擊的前提下盡可能多吸收行人頭部的能量。而泡沫金屬在輕量化及安全性方面顯示出了優(yōu)勢(shì),所以可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋的制造。
2.3行李廂蓋
行李箱蓋系統(tǒng)是汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立的總成,是供乘員取放行李、工具及其他備用物品的必要通道。行李箱蓋系統(tǒng)主要由行李箱蓋焊接總成、行李箱附件(開(kāi)啟機(jī)構(gòu)、鎖、密封條等)組成。行李箱蓋作為汽車(chē)的組成部分,是車(chē)身尾部最富變化和最受人關(guān)注的對(duì)象。一方面,行李箱蓋作為車(chē)身結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,其造型風(fēng)格、強(qiáng)度、剛度、可靠性及工藝性等必需滿足車(chē)身整體性能的要求;另一方面,行李箱蓋結(jié)構(gòu)自身的視野性、安全性、密封等性能,既對(duì)整個(gè)車(chē)身結(jié)構(gòu)性能影響較大,也是行李箱蓋功能要求的重要部分。而泡沫金屬具有重量輕、密度低、強(qiáng)度高、良好的聲音吸收能力、良好的隔熱性能、吸收能量的性能的優(yōu)點(diǎn),所以可以用于行李廂蓋的制造。
2.4汽車(chē)翼子板
汽車(chē)翼子板是為了保護(hù)和遮蓋車(chē)輪的一種外殼,一般有前翼子板和后翼子板之分。主要是根據(jù)汽車(chē)輪胎尺寸和性能來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,因?yàn)樵谛旭偟倪^(guò)程中輪胎會(huì)發(fā)生不可預(yù)判的因素,使其輪胎行駛在固定的范圍內(nèi)。有些車(chē)輛的翼子板和汽車(chē)的軀殼是一體化,但有很多車(chē)輛的翼子板卻是單獨(dú)為一體的板塊。翼子板是在不影響行駛過(guò)程而具有保護(hù)功能配件,它還有隔音功能。而泡沫金屬具有重量輕、密度低、強(qiáng)度高、良好的聲音吸收能力,所以可以用于汽車(chē)翼子板的制造。
2.5制作保險(xiǎn)杠
保險(xiǎn)杠是載貨汽車(chē)和座位數(shù)≤20或車(chē)長(zhǎng)≤6m的載客汽車(chē)在發(fā)生低速正、斜向碰撞時(shí),減輕人員傷亡程度及汽車(chē)損壞程度的前后保護(hù)裝置。
還可以用來(lái)制作縱梁、支柱。
3結(jié)束語(yǔ)
發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)家非常重視泡沫金屬的應(yīng)用和研究,歐共體已將泡沫金屬在汽車(chē)上的應(yīng)用列入光4明歐洲計(jì)劃之中。制約泡沫金屬在汽車(chē)工業(yè)上廣泛應(yīng)用的主要因素是其價(jià)格高昂。
(作者單位:攀枝花學(xué)院)