行业新闻
钢质骨架车身就无轻量化可言吗？
2017年01月03日
关于汽车车身轻量化，大家印象中最为深刻的可能就是诸如塑料、铝合金、碳纤维等轻量化材料，各大汽车厂商和媒体对轻量化材料在车身制造上的应用也都非常重视。
新材料固然光彩夺目，但传统钢质骨架车身就无轻量化可言吗？
答案当然是否定的，作为现今应用量最大的钢质骨架车身，理应受到大家的重视。
一样是钢，但钢钢不同
汽车用钢主要涉及到低强度钢（屈服强度小于210MPa）、高强度钢（屈服强度210MPa~550MPa之间）、超高强度钢（屈服强度大于550MPa）三类。由于成型、焊接以及使用部位不同，低强度钢和高强度钢（包括超高强度钢）在轻量化手段上会有一定的差异。
很多人容易混淆屈服强度以及抗拉强度，一般金属材料的抗拉强度会高于屈服强度（屈服强度是弹性变形到塑性变形的节点，而抗拉是断裂的节点，所以后者数值会更大）。其实现有的钢材数据都是基于实验室慢速测试结果，相较于实际高速碰撞，两种强度都不能带有绝对意义，只有屈服强度高，同时屈强比（屈服强度和抗拉强度的比值，范围0~1）低的钢材才更安全。
低强度钢轻量化手段
随着制造技术以及使用理念的进步，低强度钢逐渐退出了力学性能要求较高的结构区域，转而集中在力学性能要求较低的部件上。而对于这类零部件的轻量化手段，现主要是通过分析以及优化设计方法，对零部件结构进行改进。
举例来说，我们经常能在白车身上看到很多孔洞结构，除开排水孔、定位孔、线束孔等功能性孔洞，其中还包括大量的减重孔。除去减重的优点，这种孔洞还有优化受力分布以及提高车身NVH的功能。
此外零部件的集成、小型、仿生化也是常见的技术手段，将众多零件统一为一个零件，这样既节省生产成本，又达到了轻量化，一举两得。
关于车身集成、小型化的例子就无需多言了，从大方向上来说，轿车多采用的承载式车身本身就是集成、小型化的结晶；具体来说，车门等一次成型件就是比较有代表性的例子了。
通过零部件的仿生设计来对零件的质量进行优化，在承受高负荷的部位储存材料，低负荷部位去除材料，使得质量处在最佳的位置，同时又能延长零件的使用寿命。
高强度钢轻量化手段
高强度钢在汽车上的应用可谓是一把双刃剑，力学性能提升的同时也带来了成本以及制造难度的加大，基于这些原因，高强度钢主要用于制作车身外板、车身内板以及车身结构件。
车身结构的轻量化是以不损失原有车身安全性以及整车性能为前提的，综合考虑高强度钢的特点，这种材料的轻量化主要是通过先进的成型（液压成形、热冲压成形、辊压成形等）以及焊接技术（激光焊接、摩擦焊等）来减少钢材的使用量，并达到钢材生产薄壁化要求。
这里以热冲压成形技术为例，这种技术采用了先将胚料加热至一定温度，然后用冲压机在相应的模具内进行冲压成形的方法。它能够有效地提升车身零件的强度（可达到1500MPa）、降低零件重量（20%左右）、改善零件冲压成形的可行性（延伸率可达70%）并有效地控制零件的回弹（回弹力可靠小90%以上）。
钢结构车身依然是主力军
从钢材使用率上来说，现在钢铁材料在乘用车上的使用率约60%，而在商用车上的使用率则更高，约80%。
在综合考虑刚度、强度、可修复性、可回收性以及成本问题后，我们会发现还是钢材综合性最好。除此之外，也被称为新材料之一的高强度钢，相比于其他新材料在使用覆盖率、稳定性等因素上面还是占据着很大的优势。
换句话说，高强度钢是手握着传统钢材的技术基础发展而来的，在以成本控制严格著称的汽车制造上具备着明显的优势。加之现代各种分析技术的应用，钢质骨架车身在轻量化上还是存在着发展空间，其中就包括钢材料的力学性能改进、加工性能改进、焊接方式改进等等。
作为亚洲最大的汽车材料与设计、工艺与装备、质量与装配、工程与服务技术行业盛会，上海国际汽车制造技术及装备与材料展览会（AMTS）也将紧跟汽车制造行业热点，聚焦汽车轻量化发展，展示从车身轻量化设计与开发，高强度钢、镁、铝及碳纤维等轻量化材料的应用到汽车轻量化整体解决方案，推动汽车轻量化发展，并提供一个创新、高效的技术及贸易交流平台。
新材料固然光彩夺目，但传统钢质骨架车身就无轻量化可言吗？
答案当然是否定的，作为现今应用量最大的钢质骨架车身，理应受到大家的重视。
一样是钢，但钢钢不同
汽车用钢主要涉及到低强度钢（屈服强度小于210MPa）、高强度钢（屈服强度210MPa~550MPa之间）、超高强度钢（屈服强度大于550MPa）三类。由于成型、焊接以及使用部位不同，低强度钢和高强度钢（包括超高强度钢）在轻量化手段上会有一定的差异。
很多人容易混淆屈服强度以及抗拉强度，一般金属材料的抗拉强度会高于屈服强度（屈服强度是弹性变形到塑性变形的节点，而抗拉是断裂的节点，所以后者数值会更大）。其实现有的钢材数据都是基于实验室慢速测试结果，相较于实际高速碰撞，两种强度都不能带有绝对意义，只有屈服强度高，同时屈强比（屈服强度和抗拉强度的比值，范围0~1）低的钢材才更安全。
低强度钢轻量化手段
随着制造技术以及使用理念的进步，低强度钢逐渐退出了力学性能要求较高的结构区域，转而集中在力学性能要求较低的部件上。而对于这类零部件的轻量化手段，现主要是通过分析以及优化设计方法，对零部件结构进行改进。
举例来说，我们经常能在白车身上看到很多孔洞结构，除开排水孔、定位孔、线束孔等功能性孔洞，其中还包括大量的减重孔。除去减重的优点，这种孔洞还有优化受力分布以及提高车身NVH的功能。
此外零部件的集成、小型、仿生化也是常见的技术手段，将众多零件统一为一个零件，这样既节省生产成本，又达到了轻量化，一举两得。
关于车身集成、小型化的例子就无需多言了，从大方向上来说，轿车多采用的承载式车身本身就是集成、小型化的结晶；具体来说，车门等一次成型件就是比较有代表性的例子了。
通过零部件的仿生设计来对零件的质量进行优化，在承受高负荷的部位储存材料，低负荷部位去除材料，使得质量处在最佳的位置，同时又能延长零件的使用寿命。
高强度钢轻量化手段
高强度钢在汽车上的应用可谓是一把双刃剑，力学性能提升的同时也带来了成本以及制造难度的加大，基于这些原因，高强度钢主要用于制作车身外板、车身内板以及车身结构件。
车身结构的轻量化是以不损失原有车身安全性以及整车性能为前提的，综合考虑高强度钢的特点，这种材料的轻量化主要是通过先进的成型（液压成形、热冲压成形、辊压成形等）以及焊接技术（激光焊接、摩擦焊等）来减少钢材的使用量，并达到钢材生产薄壁化要求。
这里以热冲压成形技术为例，这种技术采用了先将胚料加热至一定温度，然后用冲压机在相应的模具内进行冲压成形的方法。它能够有效地提升车身零件的强度（可达到1500MPa）、降低零件重量（20%左右）、改善零件冲压成形的可行性（延伸率可达70%）并有效地控制零件的回弹（回弹力可靠小90%以上）。
钢结构车身依然是主力军
从钢材使用率上来说，现在钢铁材料在乘用车上的使用率约60%，而在商用车上的使用率则更高，约80%。
在综合考虑刚度、强度、可修复性、可回收性以及成本问题后，我们会发现还是钢材综合性最好。除此之外，也被称为新材料之一的高强度钢，相比于其他新材料在使用覆盖率、稳定性等因素上面还是占据着很大的优势。
换句话说，高强度钢是手握着传统钢材的技术基础发展而来的，在以成本控制严格著称的汽车制造上具备着明显的优势。加之现代各种分析技术的应用，钢质骨架车身在轻量化上还是存在着发展空间，其中就包括钢材料的力学性能改进、加工性能改进、焊接方式改进等等。
作为亚洲最大的汽车材料与设计、工艺与装备、质量与装配、工程与服务技术行业盛会，上海国际汽车制造技术及装备与材料展览会（AMTS）也将紧跟汽车制造行业热点，聚焦汽车轻量化发展，展示从车身轻量化设计与开发，高强度钢、镁、铝及碳纤维等轻量化材料的应用到汽车轻量化整体解决方案，推动汽车轻量化发展，并提供一个创新、高效的技术及贸易交流平台。
内容部分来源：汽车之家
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