ULSAC
ULSAC项目试制车门的结构及装配过程
高强度钢
ULSAB-AVC
ULSAB-AVC项目中采用的材料强度和加工工艺
ULSAB-AVC项目中采用的各种高强度钢板
高强度钢
屈服强度小于210MPa的 钢为软钢 210-550MPa的为高强度 钢(HSS) 高于550MPa的为超高强 度钢(UHSS)。
ULSAB
重量/kg 扭转刚度/N·m/kg 弯曲刚度/N·m/kg 一次固有振动数/Hz
部件个数
对比车平均值 271 11531 11902 38 195
ULSAB目标 <200 <13000 <12200 <40
ULSAB试制 203 20800 18100 60 158
与对比车相比 -68 9269 6198 22 -37
-
布氏硬度/HB 70 65 60 60 63 60
24
22
13
10
31
28
11
10
6061-0
45
6061-T4
197
冷轧钢板
181
125
30
25
271
24
20
298
46
23
主要铝合金板的机械性能
硬度HV 52 80 26 91
64 45
n值
r值
0.32
0.74
0.13
1.05
0.31
0.61
0.13
0.75
0.28
0.66
0.20
0.74
0.21
TRT在NSB项目中的 应用
2020/10/18
2.1 高强度钢
TRT在Scalight项目中 的应用
2.2 2.3 2.4
高强度钢
车身用高强钢的结构与性能
铝合金
铝合金的发展历史
“空间框架结构”车身
实现了全铝车身设计制造
“壳式支撑结构”车身
带加强筋钢结构的一种替代品
“四门两盖”阶段
比较昂贵的权宜之计，对车身承 载性影响不大
汽车用钢屈服强度和伸长率的关系
钢
YP/MPa
TS/MPa
EI /%
λ-值
厚度/mm
热轧
开发钢
470
610
35
90％
2.3
传统钢
530
610
24
60％
冷轧
开发钢
390
600
37
60％
1.4
传统钢
பைடு நூலகம்
420
600
25
60％
590MPa级残留奥氏体热、冷轧钢板的机械性能
高强度钢
材料结构方式
变截面技术 对于车辆的轻 量化、安全性 和其结构本身 的承载适应性 都有显著提高
•变形铝合金 ——是经熔炼铸成铸锭后，在经过热 挤压加工形成各种型材、棒材、管材 和板材。
制造保险杠、发动机罩、车门 行李箱等车身面板、车轮的轮 辐、轮罩、轮外饰罩等结构件 仪表板等装饰件。
铝合金
密度低 耐蚀性好
是钢的1/3 不易生锈
柔性…的强度设计
在常温下的强度不低于铸铁
高的导热性能
约比铝高三倍
铝合金
铝合金在车身中应用车型
• 奥迪A8 第一代铝合金ASF车身
奥迪 A2第二代铝合金ASF车身 新奥迪A8第二代铝合金ASF车身
铝合金
车身用铝合金的特点
•铸造铝合金 ——直接用铸造方法浇注或压铸成零件 或毛坯的铝合金。
变速箱壳体等壳体类零件； 电动机部件； 保险杠、轮辋、制动钳等非发动 机结构件。
TRB的应用实例
2.1高强度钢
高强钢拼焊应用于车身
2020/10/18
2.1 高强度钢 2.2 2.3 2.4
欧洲激光拼焊板历年使用量
激光拼焊板，采用激光焊接技术把 不同厚度、不同表面镀层甚至不同 原材料的金属薄板焊接在一起，然 后再进行冲压。
高强度钢
空心变截面钢管技术，实现进一步 的轻量化，而且与传统的矩形截面 相比，具有同样的抗拉压和突出的 抗扭力学性能。
北美轿车高强度钢的应用趋势
高强度钢
高强度钢在车身上应用的示例
•车身结构减重 •抗扭抗弯提高 •造价降低 •90%高强钢板
•减重32%
•减重约30%
•五星碰撞标准
•无框架车门结构 •制造成本降低
•生产成本被接受
•高强钢车门外板 •成本低于铝材30% •油耗降低
•超高强钢车门杆件
•钢铁高回收性
高强度钢
高强度钢
高强度钢的发展历史
CP 钢 TMS 钢 TRIP 钢 各向同性钢 高强度 IF 钢 烘烤硬化钢 双相钢 磷合金钢 微合金钢 1975 1980 1985 1990 1995 2000
汽车用高强度钢板的开发进程
高强度钢
高强度钢在车身轻量化发展中的地位和作用
价格低，经济性好； 性能优越，能保证大零件 的刚性； 利用现有的汽车生产线， 节约设备投资。
轻量化材料
1.高强度钢
与国际先进水平差距大； 可生产低级别的双相钢； 冷轧超高强度钢可生产一部分； 先进的高强度钢板在研发阶段。
3.镁合金
镁合金的时代已经到来； 我国是镁资源大国； 目前国内用量很少。
2.铝合金
资源丰富，体系完善 ； 我国汽车用铝与国际水平差距较大 ； 使用潜力大。
4.复合材料
已经起步，逐年上升； 多元化发展； 品种较少，与国外差距大 。
2020/10/18
等厚度板 TWB 减重20％ TRB 减重40％ TRT减重55％
各种结构板料的减重效果比较
高强度钢
各种结 构板料 的机械 性质比 较
综合新方案
连续变截面板技术，轧制过程中， 轧辊的间距可以实时地调整变化， 从而使轧制出的薄板沿轧制方向上 具有预先定制的变截面形状。
高强度钢
运用TRB技术的宝马后横梁
2.00
奥迪铝车身空间框架结构中的材料
镁合金
镁合金在车身上应用的示例
近年来世界汽车用镁合金压铸件统计表
镁合金
镁合金在车身上应用的出发点
按化学成分分类 按是否含变质剂锆分类
按成型工艺分类
铸造镁合金多用于压铸工艺生产。生产效率高、精度高、铸件表面质量好 、铸态组织优良、可生产薄壁及形状复杂的构件。
变形镁合金可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工。具有更高 的强度、更好的塑性和更多的样式规格。
表面美观
无色透明的氧化膜
铸造性好
…
切削性好 耐磨性好
溶化温度低，易成复杂形状
...
是铸铁的4-5倍，工具磨损小
铝合金
种类 5052-0 5052-H24 5182-0 5182-H24
屈服极限（N/mm2) 107 212 125 273
拉伸强度（N/mm2) 213 269 264 350
延伸率(%) 平均延伸率(%)
镁合金
牌号 AZ91D AM60B AM50A AS41A AS21 AE42
抗拉强度/MPa 240 225 210 215 172 230
屈服强度/MPa 160 130 125 140 110 145
镁合金的力学性能
延伸率/% 疲劳强度/MPa
3
50~70
8
50~70
10
-
6
50~70
4
-
10