1、汽車車身知識引見 參與的小組成員有： 白戰兵、 李軍超、 羅奎、 張中開、 徐濤、 魯磊、 董松鋒、 童治武、萬鋒、王川、張孟孟、黃傳奇、秦基偉。組長：白戰兵、李軍超汽車車身及資料的開展史汽車從誕生之日起不斷處于加工、制造業中比較前沿的領域，很多新技術、新資料首先運用于汽車工業。很多汽車喜好者對各種新型發動機技術、電子控制技術和懸掛技術如數家珍，但對車身技術了解相對較少。車身是汽車構成中的最重要部件，作為承載汽車上的一切組件的構造件而存在，做個簡單的比如，車身就好像人的骨骼，而發動機、變速箱、轉向機、車橋、懸掛好像臟器、肌腱普通附著在骨骼上。如今的人們對汽車的平安性要求甚高，而這與車身體料息息

2、相關，但目前很多人都對車身體料不了解，甚至存在誤區，這里我將與各位簡單討論一下當今車身體料的現狀與開展。最早的車身設計源自于廂式馬車 汽車誕生之初，車身構造是在馬車的根底上開展而來的，主要分為底盤和車廂兩部分，也就是今天所說的非承載式車身。這種車身構造簡單，承載才干好，如今依然廣泛運用于載重汽車。但是非承載式車身的改動剛度差、自艱苦、重心高等缺陷限制了其在轎車領域的運用。 因此工程師們開發出了承載式車身，將底盤與車廂一體化，由此車身成為了一個有機的整體。這一重要技術誕生改動了如今車身技術的格局，也推進車身體料的快速提高。鋼制車身 鋼不斷是制造車身的主要資料，從鐵器時代開場，人類運用鐵這種黑色金

3、屬曾經有近3000年的歷史了，可以說鐵是人類最熟習的金屬資料。直到工業革命，隨著冶金技術的提高，鐵合金中碳含量較低的一類：“鋼開場大量運用。由于碳含量低，鋼要比鐵具有更好的韌性，不容易折斷且易于加工。早期的汽車運用的正是低碳鋼，鍛呵斥形的厚鋼板構成了底盤大梁，較薄的鋼板沖壓成了車廂。這種制造方法不斷延續到承載式車身誕生。承載式車身結合了大梁和車廂承載式車身的制造中主要運用沖壓成型，一種經過擠壓使平整的鋼板在模具中成形的冷加工工藝。由于采用壓力成形法，所以沖壓加工的資料存在一種矛盾 強度高的資料塑性差，不容易成型。而強度低的資料容易成形，但成形后的零件強度偏低。此外，上世紀90年代遭到碳排放政策

4、限制，汽車輕量化備受注重，在這方面新資料汽車優勢明顯。面對競爭壓力，鋼鐵企業開場了超輕鋼制汽車車身UISAB(Ultra Light Steel Auto Body)工程，旨在開發出一種分量輕、易于加工又具備高強度的鋼材。新型車用構造鋼鋼鐵企企業的研討思緒是經過多晶相復合兼顧強度和延展性。鋼材中普通存在不同的晶相，這些晶相是金屬晶體冶煉成形時產生的。這里引見兩種晶體類型，馬氏體和鐵素體。其中馬氏體鞏固，普通高溫冶煉后淬火時由奧氏體轉化而成、而鐵素體那么比較柔軟。車身就脫胎于這些鋼卷 新型構造鋼可以同時具備馬氏體與鐵素體兩種晶相，這種鋼名為DP(雙相)鋼。這種鋼的晶相構造是在鐵素體基體上存在眾多

5、馬氏體小島，沖壓加工時鐵素體具有良好的延展性而馬氏體那么保證了構造強度，另外鐵素體在沖壓中發生滑動，晶體間相互交結，構成加工硬化，使沖壓成型后的零件強度更高。 因此DP鋼曾經成為制造車身構造件的主要資料，普通1.2mm厚度的DP鋼就曾經可以到達主要構造件所需的強度。鑲嵌馬氏體小島的晶體構造 除了DP鋼之外用于汽車的新型鋼材還有IF鋼、TRIP鋼等等，這些鋼材都是屬于可以減薄運用的高強度鋼。 說到這里就涉及到人們思想中存在已久的一個誤區，既鋼板越厚越鞏固。其實就如今的開展趨勢而言，車身上的鋼板在不斷減薄，而車身強度卻提高了。 最直觀的例子是：20年前的車身普遍運用2mm以上厚度的鋼板，但是在碰撞

6、測試中很多車得分很低。而今天的車身用鋼板厚度在1.2mm，碰撞實驗中五星得分卻比比皆是。 不過即使是這種高強度鋼也只用在車身構造部件上，例如：縱梁、橫梁、A、B、C柱等部位，而不受力的蒙皮依然采用普通軟鋼，這有利于加工成復雜的外部外形且柔軟的外表在與行人發生碰撞時可以盡量維護行人。 車身上采用軟鋼的部位如：引擎蓋面板、翼子板、車門板、車頂板等。所以那些用手按來直觀感受車身強度的朋友還是不要按蒙皮了，真想按的話就翻開發動機蓋按按減震塔、引擎蓋反面的框架或者后備箱里兩個后減震塔間的橫梁吧，它們絕對夠硬。廠家會標注運用不同強度鋼材的車身 說到車身強度，如今很多廠家都會公布本人車身各部分所運用鋼材抗拉

7、強度，單位是MPa(兆帕)，其意義是在單位面積上所能接受的拉力。數值越大強度越高。 如：500MPa相當用于每平方毫米的面積上可以接受50公斤的拉力。這些強度數據可以在選擇車輛時當作一個參考，不過很多廠家有時只給出最高強度鋼種的極限值，而這種最高強度的鋼材往往僅用在很小的一部分加強構造上，并不能直觀的展現車身整體強度。鋼材的防腐蝕 鋼鐵資料具有優秀的強度、剛度、硬度以及可加工性，稱得上是非常優秀的資料，但是任何資料都有缺陷，鋼材的最大軟肋就是耐腐蝕性差。鐵的氧化和其中碳的含量關系很大，碳會使鐵合金內部構成原電池反響，使鐵失去電子而氧化。氧化鐵又是一種比較疏松的物質，并不像氧化鋁等金屬氧化物那樣

8、構成致密氧化層，可以維護內部的金屬元素不再繼續被腐蝕。且開場生銹的鐵會吸附更多水氣加快腐蝕進程，氧化損失對于構造部件來說是致命的，特別是如今采用超薄鋼板制造的車身，本就輕薄的本體上些許的損失也會明顯的影響到整體強度。因此對于輕量化鋼制車身來說，耐腐蝕性也是一項非常重要的目的。低合金耐候鋼：Cor-Ten鋼 目前的車用鋼材曾經思索到這個問題，且它本身的防腐蝕原理也并不新穎，在上世紀初就曾經有運用實例。 上世紀工業革命時期鋼鐵工業突飛猛進，鋼制懸索橋如雨后春筍般出現，而在這些鋼制橋梁在設計的時候必需面對潮濕且含鹽量高的海風侵襲，因此低合金耐候鋼(cor-ten 考登鋼)應運而生。 不銹鋼由于含有占

9、總合金含量20%以上的鎳與鉻所以可以在金屬外表構成致密的氧化膜維護金屬本體，但是鎳與鉻都是稀有元素，導致不銹鋼的制造本錢居高不下。 因此合金含量低且具有耐大氣腐蝕特性的Cor-Ten鋼以其相對低廉的價錢得到廣泛運用，經過在鋼中添入微量的銅、磷、鉻、鎳等合金元素，可使鋼在氧化過程中構成較為致密的氧化層，這種銹層構成了對內部金屬資料的維護，防止其繼續被外界空氣腐蝕。 Cor-Ten鋼目前在汽車制造領域運用廣泛，不過值得一提的是這種鋼材銹蝕的初始階段與普通鋼一樣，會生黃銹，隨后顏色逐漸變暗，最后變成巧克力色，至此資料的腐蝕速度幾乎為零。這個構成穩定維護性銹層的過程非常漫長，普通是三年。而且難看的銹層

10、也會影響車輛的美觀使外部油漆剝落，所以目前的車用鋼板外還要經過鍍鋅處置，鍍鋅之后的鋼板又多了一層維護，且外表更光潔，利于油漆附著。新型底盤 如今廠商對于本人產品的防腐蝕才干都非常有自信心，經過察看很多車型的底盤我發現，如今的底盤曾經不像過去的車那樣需求噴涂厚厚的黑色涂料了，很多車都是一層底漆直接暴露在外，好一些的會在外面添加一層導流用的塑料護板。所以我也不建議新車去做底盤封塑，首先封塑的原料來路不明，存在破壞原有底漆的風險，封塑層剝落時能夠會粘連原廠底漆。另外，不良的施工工藝能夠將原有車輛底盤上設計的排水孔堵死，導致雨水無法排除。新資料車身伴隨技術提高，制造車身的資料曾經不僅僅是鋼鐵了，越來越

11、多的新資料被運用到車身的制造中。其中包括：鋁合金、碳纖維、塑料、高分子復合資料等等。我也簡單引見其中的幾種。鋁合金資料說到鋁合金這種資料，必然就會和航空航天技術聯絡到一同，目前制造飛機的主要資料依然是鋁合金，即使波音787這種復合資料占多的新機型也不能完全擺脫鋁合金。鋁合金優良的延展性、只需鋼材一半的密度和良好的耐腐蝕性都成為輕量化構造的首選資料。在很多人的印象中鋁代表的是柔軟易變形，我想這種想法多來自于易拉罐、鋁鍋等日常鋁制品。而實踐航空級鋁合金的機械性能甚至要超越鋼鐵，以比較常見的7075鋁合金為例，它的抗拉強度是560MPa，不比前面提到鋼材強度低。鋁合金車身大大降低了車身分量 而同樣的

12、分量的鋼和鋁，鋁體積更大，可以在不添加分量的前提下添加構造強度。而且目前的鋁制車身多采用厚壁鍛鋁梁焊接而成，就構造強度和剛度而言要比沖壓薄鋼更有優勢，且機構的整體穩定性更好，在非設計受力方向受力時有更大的冗余度。此外，鋁合金在大氣環境下幾乎不被腐蝕，可以無途裝運用，不過處于美觀的思索，鋁制車身依然會涂裝上不同顏色的涂料。更高的構造穩定性 鋁制車身的缺陷是本身造價較高，成型和焊接工藝都比較復雜，且變形后不能經過鈑金修復，只能改換變形部件，維修本錢居高不下。 但個人比較看好鋁制車身，輕量化且高強度的車身比傳統鋼制車身更鞏固，且不用擔憂腐蝕呵斥的強度降低。 另外鋁制車身的構造設計局更合理，承力構造與

13、非承力構造幾乎獨立。輕質合金車身的前景值得等待。碳纖維資料 隨著航空技術的開展，在制造飛機時需求一種更輕更鞏固的資料，這時金屬資料曾經無法滿足航空工業的需求了，而由一種纖維資料取而代之。最早碳纖維在汽車領域主要運用在賽車上，直到如今也只需超跑級別的車輛用的上碳纖維。碳纖維是一種纖維絲狀的資料，在制形成型時需求像織布一樣紡織成片狀，用有機膠浸潤成形并固化，制造過程類似于玻璃鋼。碳纖維覆蓋件風靡改裝界 可明顯降低車重 碳纖維具有絕佳的韌性和抗拉強度，且分量只需鋼的1/4。輕量、高強的特性正是高性能車所需的，目前法拉利、蘭博基尼等超跑的車身由碳纖維制成。 不過碳纖維缺乏延展性是其缺陷，在遭到超出極限的沖擊時碳纖維構造會好像玻璃一樣破碎。而且碳纖維與其它資料的銜接也是個問題，運用傳統的栓接，銜接孔周圍很容易產生裂紋。 碳纖維資料的制造本錢居高不下也是限制其運用的一個方面，即使是在航空領域碳纖維的運用也比較有限。車身體料的未來開展 除了以上的資料外，塑料、復合資料、可降解資料也是未來車身體料的開展方向，塑料良好的可塑性和彈性變形利于加工和降低碰撞損失，目前塑料廣泛用于保險杠翼子板等易損部件，較低的造價的也令維修和改換smart車身覆蓋件曾經采用塑料 近來車身體