自20世紀70年代中期以來(lai),世界上主要工業化(hua)國家,汽(qi)車(che)(che)尤其是小(xiao)汽(qi)車(che)(che)的生產(chan)迅(xun)速發展。以美國為例(li),1975年小(xiao)汽(qi)車(che)(che)產(chan)量(liang)為898.7萬輛(liang)(liang),汽(qi)車(che)(che)保有(you)量(liang)為1.327億輛(liang)(liang);到1985年,汽(qi)車(che)(che)產(chan)量(liang)上升到1165.4萬輛(liang)(liang),其中轎車(che)(che)達(da)(da)818萬輛(liang)(liang),汽(qi)車(che)(che)保有(you)量(liang)達(da)(da)1.686億輛(liang)(liang)。1985年全世界汽(qi)車(che)(che)總產(chan)量(liang)達(da)(da)4503萬輛(liang)(liang),保有(you)量(liang)達(da)(da)4.71億輛(liang)(liang)。
2005年(nian)(nian)(nian)美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)1202萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang),全世(shi)界(jie)(jie)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)總產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)6772萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang),保(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)6.5億(yi)輛(liang)(liang)(liang)(liang)。2000年(nian)(nian)(nian)以后(hou),中國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業發展進(jin)入了(le)快車(che)(che)(che)(che)(che)道(dao),每年(nian)(nian)(nian)都以兩(liang)位數的(de)(de)(de)(de)(de)速率增(zeng)長,2006年(nian)(nian)(nian),中國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)達(da)728萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang),產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)已(yi)位于(yu)(yu)世(shi)界(jie)(jie)第三,銷(xiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)處世(shi)界(jie)(jie)第二(er)(er),而2007年(nian)(nian)(nian)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)已(yi)超(chao)過(guo)880萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang),如果加(jia)(jia)上農用(yong)車(che)(che)(che)(che)(che)可超(chao)過(guo)1000萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang),產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)、銷(xiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)穩(wen)居世(shi)界(jie)(jie)第二(er)(er),而汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)超(chao)過(guo)5000萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)。預(yu)計到2020年(nian)(nian)(nian),中國(guo)(guo)(guo)家庭轎車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)有望超(chao)過(guo)1億(yi)輛(liang)(liang)(liang)(liang),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)將超(chao)過(guo)1.6億(yi)輛(liang)(liang)(liang)(liang)。按2003年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)統計,中國(guo)(guo)(guo)每千人汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)擁有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)僅為(wei)(wei)15輛(liang)(liang)(liang)(liang),美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)已(yi)達(da)850輛(liang)(liang)(liang)(liang)。汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業發展,產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia),汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)保(bao)(bao)有量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)(gao),產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生三個(ge)主(zhu)要(yao)問題。其(qi)一是能耗(hao)(hao)(hao)(hao)加(jia)(jia)大(da)(da),2003年(nian)(nian)(nian)中國(guo)(guo)(guo)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)已(yi)達(da)6000萬(wan)(wan)噸(dun),2005年(nian)(nian)(nian)已(yi)達(da)1.3億(yi)噸(dun),2010年(nian)(nian)(nian)可能會達(da)到2.7億(yi)噸(dun);降低燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)已(yi)成各(ge)(ge)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)當(dang)務之急。二(er)(er)是環保(bao)(bao)和(he)排(pai)放(fang)污(wu)染加(jia)(jia)重(zhong),燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)增(zeng)加(jia)(jia),必然帶(dai)來(lai)排(pai)放(fang)污(wu)染增(zeng)加(jia)(jia)。在通(tong)常情況下,按滿(man)足歐(ou)II排(pai)放(fang)標準,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)每消耗(hao)(hao)(hao)(hao)1噸(dun)燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you),將會排(pai)放(fang)二(er)(er)氧化碳(tan) 2000 kg,NO,44.09 kg,微粒1kg,汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)排(pai)放(fang)污(wu)染也(ye)是驚人的(de)(de)(de)(de)(de)。三是安全交(jiao)通(tong)事故增(zeng)加(jia)(jia),中國(guo)(guo)(guo)每年(nian)(nian)(nian)因交(jiao)通(tong)事故而造成的(de)(de)(de)(de)(de)傷亡(wang)人數高(gao)(gao)(gao)達(da)20萬(wan)(wan)人/年(nian)(nian)(nian),即百萬(wan)(wan)輛(liang)(liang)(liang)(liang)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)死亡(wang)人數高(gao)(gao)(gao)達(da)0.5萬(wan)(wan)人。為(wei)(wei)保(bao)(bao)證(zheng)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)工業健康發展,各(ge)(ge)國(guo)(guo)(guo)都制(zhi)(zhi)(zhi)定(ding)了(le)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規。首(shou)先是如何減少汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)行車(che)(che)(che)(che)(che)油(you)(you)(you)(you)耗(hao)(hao)(hao)(hao),節約(yue)能源(yuan)。能耗(hao)(hao)(hao)(hao)問題首(shou)次變得(de)尖(jian)銳源(yuan)于(yu)(yu)20世(shi)紀70年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)初的(de)(de)(de)(de)(de)石(shi)油(you)(you)(you)(you)危機,石(shi)油(you)(you)(you)(you)供應短缺(que)和(he)價(jia)格(ge)猛漲,迫使一些國(guo)(guo)(guo)家采取相(xiang)應對策。70年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)末(mo),美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)和(he)日本相(xiang)繼(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)定(ding)了(le)內容類(lei)似的(de)(de)(de)(de)(de)能源(yuan)政(zheng)策。美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)公司(si)平(ping)均油(you)(you)(you)(you)耗(hao)(hao)(hao)(hao)法(fa)(fa)(CAFé)要(yao)求各(ge)(ge)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)廠(chang)生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)銷(xiao)售的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均油(you)(you)(you)(you)耗(hao)(hao)(hao)(hao)為(wei)(wei):1978年(nian)(nian)(nian)為(wei)(wei)7.61 km/L(18mile/gal),1980年(nian)(nian)(nian)為(wei)(wei)8.46 km/L(20mile/gal),1985 年(nian)(nian)(nian)為(wei)(wei)11.67 km/L(27. 6mile/gal).在汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)油(you)(you)(you)(you)價(jia)持續(xu)攀升的(de)(de)(de)(de)(de)今天,這(zhe)一法(fa)(fa)規更(geng)加(jia)(jia)嚴格(ge)。在美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo),當(dang)某車(che)(che)(che)(che)(che)型不能滿(man)足CAFé規定(ding)時,該(gai)車(che)(che)(che)(che)(che)型的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)廠(chang)家將受(shou)到高(gao)(gao)(gao)額罰款,該(gai)車(che)(che)(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)買主(zhu)也(ye)將被征(zheng)收汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)(you)超(chao)標稅,汽(qi)(qi)(qi)油(you)(you)(you)(you)超(chao)標稅的(de)(de)(de)(de)(de)起(qi)征(zheng)點為(wei)(wei)9.52km/L(22.5mile/gal);這(zhe)一指標將對整(zheng)個(ge)汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)設(she)計用(yong)材及其(qi)生產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生重(zhong)大(da)(da)影響;日本也(ye)于(yu)(yu)1999年(nian)(nian)(nian)規定(ding)了(le)車(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)油(you)(you)(you)(you)耗(hao)(hao)(hao)(hao)限(xian)值,該(gai)限(xian)值依據車(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)備(bei)質量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不同,車(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)驅(qu)動形(xing)(xing)式的(de)(de)(de)(de)(de)不同,以及變速箱形(xing)(xing)式的(de)(de)(de)(de)(de)不同而改(gai)變;盡管歐(ou)洲尚無燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding),但CEE規定(ding)了(le)燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)(hao)(hao)(hao)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)測試(shi)方(fang)法(fa)(fa),政(zheng)府公布每種(zhong)車(che)(che)(che)(che)(che)型的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)測燃(ran)(ran)油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)(hao)(hao)(hao),引導用(yong)戶的(de)(de)(de)(de)(de)購車(che)(che)(che)(che)(che)意向;中國(guo)(guo)(guo)也(ye)于(yu)(yu)2003年(nian)(nian)(nian)制(zhi)(zhi)(zhi)定(ding)并實(shi)施了(le)車(che)(che)(che)(che)(che)輛(liang)(liang)(liang)(liang)燃(ran)(ran)料消耗(hao)(hao)(hao)(hao)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)限(xian)值方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)法(fa)(fa)規。
汽車(che)數量增(zeng)(zeng)多,車(che)速增(zeng)(zeng)高,車(che)禍增(zeng)(zeng)多。為保(bao)證人(ren)員(yuan)和車(che)輛(liang)安全,美(mei)國在(zai)1966年(nian)(nian)(nian)制定(ding)了(le)(le)聯邦汽車(che)安全標準(Federal Motor Vehicle Safety Standard)[2].這個(ge)標準的(de)內容在(zai)技術上逐年(nian)(nian)(nian)加(jia)嚴。此外(wai),1970年(nian)(nian)(nian),美(mei)國、日(ri)本(ben)與西歐各(ge)國共同制定(ding)了(le)(le)安全實(shi)(shi)驗車(che)(Experimental Safety Vehicle)計劃,并(bing)進行了(le)(le)幾年(nian)(nian)(nian)的(de)研(yan)究試(shi)制和國際(ji)交流(liu),從而得出,保(bao)證安全的(de)一個(ge)重(zhong)要措施是汽車(che)構造和構件要顯著(zhu)增(zeng)(zeng)強(qiang)。例如,美(mei)國規(gui)(gui)定(ding)汽車(che)的(de)前(qian)保(bao)險杠(gang)必須承受在(zai)8.05 km/h(5mile/h)車(che)速下的(de)撞(zhuang)擊無任(ren)何永久變(bian)形。近年(nian)(nian)(nian)來,安全法(fa)(fa)規(gui)(gui)逐年(nian)(nian)(nian)嚴格,基于(yu)有(you)關(guan)單(dan)位的(de)統(tong)計報告,在(zai)車(che)輛(liang)碰撞(zhuang)事故(gu)中,正(zheng)(zheng)面碰撞(zhuang)占(zhan)49%,側(ce)面碰撞(zhuang)占(zhan)25%,追尾(即后碰)占(zhan)22%.雖然側(ce)碰比例較少(shao),但人(ren)員(yuan)傷(shang)害最(zui)嚴重(zhong)。歐美(mei)除制定(ding)了(le)(le)正(zheng)(zheng)碰法(fa)(fa)規(gui)(gui)FMVSS208 和ECE R94外(wai),還制定(ding)了(le)(le)側(ce)面碰撞(zhuang)法(fa)(fa)規(gui)(gui) FMVSS214 和ECE R95,我(wo)國2004年(nian)(nian)(nian)6月1日(ri)起實(shi)(shi)施正(zheng)(zheng)撞(zhuang)法(fa)(fa)規(gui)(gui),2006年(nian)(nian)(nian)7月1日(ri)起正(zheng)(zheng)式實(shi)(shi)施側(ce)碰法(fa)(fa)規(gui)(gui)。
為降低(di)排(pai)(pai)(pai)放(fang),歐(ou)美均先(xian)后制(zhi)定了(le)相關的(de)排(pai)(pai)(pai)放(fang)法規。歐(ou)洲1993年(nian)開(kai)始實(shi)(shi)(shi)施(shi)(shi)歐(ou)I排(pai)(pai)(pai)放(fang)標(biao)準,1997年(nian)實(shi)(shi)(shi)施(shi)(shi)歐(ou)II,2000年(nian)實(shi)(shi)(shi)施(shi)(shi)歐(ou)II,2004年(nian)實(shi)(shi)(shi)施(shi)(shi)歐(ou)IV;美國于1993年(nian)制(zhi)定了(le)類同(tong)歐(ou)I的(de)排(pai)(pai)(pai)放(fang)標(biao)準,同(tong)時提出了(le)過(guo)渡低(di)排(pai)(pai)(pai)放(fang)汽車(TLEV)、低(di)排(pai)(pai)(pai)放(fang)汽車(LEV)和超低(di)排(pai)(pai)(pai)放(fang)汽車(ULEV)排(pai)(pai)(pai)放(fang)標(biao)準,對汽車排(pai)(pai)(pai)放(fang)提出了(le)更高的(de)要求;我國目前已全面(mian)實(shi)(shi)(shi)施(shi)(shi)歐(ou)II排(pai)(pai)(pai)放(fang)標(biao)準,2006年(nian)7月1日起,部分(fen)城市(shi)實(shi)(shi)(shi)施(shi)(shi)歐(ou)I排(pai)(pai)(pai)放(fang)標(biao)準。
降(jiang)低(di)(di)汽(qi)車(che)油耗雖(sui)然可(ke)以通過提高發(fa)動(dong)機效(xiao)(xiao)率(lv)、增加傳動(dong)效(xiao)(xiao)率(lv)、減少運行阻力等方法(fa),但是(shi)根據汽(qi)車(che)油耗和汽(qi)車(che)重(zhong)(zhong)量成線性(xing)關系的(de)試(shi)驗結(jie)果。,如果汽(qi)車(che)自重(zhong)(zhong)降(jiang)低(di)(di)10%,在其他條件(jian)不變(bian)的(de)情(qing)況下,則可(ke)使汽(qi)車(che)油耗降(jiang)低(di)(di)8%,排放(fang)降(jiang)低(di)(di)4%,可(ke)見,降(jiang)低(di)(di)汽(qi)車(che)自重(zhong)(zhong)是(shi)降(jiang)低(di)(di)汽(qi)車(che)油耗的(de)簡單有(you)效(xiao)(xiao)的(de)方法(fa)。
汽車質量對燃油消耗的影響可從以下分析中更一目了然地體現出來。如圖1-1所示,汽車在角度為α的坡面行駛,其行駛阻力Fwi可由方程1-1表示。
以上各式中,m為汽車質量,p為空氣密度,Cw為風阻系數,A為汽車迎風截面積,vx為車速,g為重力加速度,ax為汽車加速度,KR為上坡阻力系數,Km為加速度阻力系數,將方程1-2~1-5代人方程1-1,可得:
方程1-6表明:汽(qi)車的(de)運動阻力與(yu)汽(qi)車質量密切相(xiang)關(guan),通常當車型設計(ji)完成后(hou),風阻便可固(gu)定,則(ze)車子(zi)(zi)的(de)運行阻力(也即燃油消耗)與車子(zi)(zi)的(de)自身質(zhi)量呈線性關系。
從汽車制造、使用中耗能的統計結果來看假定一部小汽車“一生”所耗能量為12.56×108kJ(3×108kcal),則行駛占82%,制造材料占10%,加工工藝占5%,輪胎占2%,潤滑油占1%.可以看出,減少汽車自重從而降低使用中油耗的重要意義。因此,美國汽車的自重自1974年以來,已經迅速下降,例如:1977年轎車平均重量為1900 kg,1985年下降到1360kg.汽車自重的這種明顯的變化只有通過各種構件用材的變化才可能實現。
有趣的是,降(jiang)(jiang)低(di)燃油消(xiao)耗和(he)排放,要求汽(qi)(qi)車(che)輕量化,降(jiang)(jiang)低(di)自重(zhong);而近年來,由于汽(qi)(qi)車(che)功能提升(sheng),安全性增(zeng)加(jia)(jia),舒適性改(gai)善,增(zeng)加(jia)(jia)了許多安全件(jian)、自動(dong)化附件(jian)和(he)相關的舒適性附件(jian),這些又(you)使汽(qi)(qi)車(che)自重(zhong)有增(zeng)加(jia)(jia)的趨勢。但是,如果不是輕量化材料和(he)技術的應用,汽(qi)(qi)車(che)自重(zhong)的增(zeng)加(jia)(jia)量將會更大,汽(qi)(qi)車(che)自重(zhong)變化的趨墊見圖(tu)1-2。
減輕(qing)汽車自重可以(yi)采用密度(du)低的(de)鋁(lv)合金(jin)、塑料(liao)以(yi)及纖維增強(qiang)復合材料(liao)。但這(zhe)為些材料(liao)與(yu)低合金(jin)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)鋼相比,尤其和近年(nian)發展(zhan)的(de)先(xian)進高(gao)(gao)強(qiang)度(du)鋼相比,不只制造過程耗能(neng)(neng)多、工(gong)(gong)藝(yi)復雜,而(er)且現階段的(de)價(jia)格(ge)也較高(gao)(gao)。根據我國及美國有(you)關部門進行的(de)德爾(er)菲(Delphi)預測,為了減少(shao)能(neng)(neng)源消耗,汽車工(gong)(gong)業用材近期(qi)仍以(yi)鋼為主(zhu),中期(qi)可能(neng)(neng)發展(zhan)鋁(lv)合金(jin),遠期(qi)才發展(zhan)工(gong)(gong)程塑料(liao)和復合材料(liao)。這(zhe)和Compoton.對美國汽車材料(liao)使(shi)用的(de)預測是一致的(de)。1970年(nian)Compoton指出,即使(shi)到1985年(nian),汽車工(gong)(gong)業中鋼鐵(tie)的(de)用量還會占(zhan)70%以(yi)上(shang),而(er)且高(gao)(gao)強(qiang)度(du)鋼材的(de)用量會有(you)顯著增加。
2001年(nian)美(mei)國典型家庭轎(jiao)車(che)用材的構成:鋼(gang)54%,鑄鐵(tie)(tie)10%,鋁(lv)合金8%,橡膠和玻(bo)璃(li)7%,鎂合金0.3%,其他12.7%,而高強(qiang)度(du)鋼(gang)的用量迅速增加(jia),在國際鋼(gang)鐵(tie)(tie)協會(hui)組織的全世界34家鋼(gang)鐵(tie)(tie)公司(si)和相關汽車(che)行(xing)業的輕(qing)量化項目ULSABAVC白車(che)身(BIW)的開(kai)發中,高強(qiang)度(du)鋼(gang)用量已達90%以上,這些數據和上述的預測趨勢相一致。
在一部(bu)汽(qi)車(che)中,鋼板的(de)(de)(de)(de)(de)質量占車(che)體材料的(de)(de)(de)(de)(de)83%以(yi)上。因此,采用(yong)低合金高強(qiang)度(du)鋼板代替(ti)傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)低碳鋼板,對減輕汽(qi)車(che)自重、降低油耗、提(ti)高汽(qi)車(che)構件(jian)強(qiang)度(du)、保(bao)證安全行駛都具有重要的(de)(de)(de)(de)(de)意義。正如(ru)Nitto等人(ren)在1981年(nian)所指出的(de)(de)(de)(de)(de):“現在可以(yi)毫不夸張地說,如(ru)何(he)利用(yong)高強(qiang)度(du)鋼板已經成為影響80年(nian)代小汽(qi)車(che)制造全局的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)技術問題(ti)。”基于最近(jin)幾年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)試驗結果和所進(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)分析,高強(qiang)度(du)鋼板的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)及其在各(ge)類汽(qi)車(che)零、部(bu)件(jian)中的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)總(zong)結于表1-1。
由表中關系(xi)方程(cheng)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)看出(chu):除(chu)疲勞強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)外,其(qi)他各性(xing)(xing)能均正比于板(ban)(ban)材(cai)厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)和(he)相應(ying)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)性(xing)(xing)能(抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)、流變(bian)應(ying)力(li)和(he)彈性(xing)(xing)模量(liang)(liang))。如(ru)果(guo)材(cai)料(liao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)提高,在所要求的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能不(bu)變(bian)或略有(you)提高的(de)(de)(de)前提下,則板(ban)(ban)材(cai)構(gou)(gou)(gou)(gou)件(jian)厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)減(jian)薄,因而(er)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)降(jiang)低(di)(di)構(gou)(gou)(gou)(gou)件(jian)重量(liang)(liang)。以(yi)(yi)承受大(da)變(bian)形的(de)(de)(de)保(bao)(bao)險杠加強(qiang)(qiang)(qiang)體為(wei)例(li),該(gai)零(ling)件(jian)在使(shi)用中承受大(da)的(de)(de)(de)撞擊載荷,希望具有(you)較高的(de)(de)(de)壓(ya)潰強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)。厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)、強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)和(he)壓(ya)潰強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)之間的(de)(de)(de)關系(xi)方程(cheng)為(wei)P.cct(σb)”,n=1/2如(ru)以(yi)(yi)厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)t=5mm的(de)(de)(de)普通(tong)碳鋼(gang)制(zhi)造(zao)(zao),設低(di)(di)碳鋼(gang)的(de)(de)(de)σb=280 MPa,則P,=84K(K為(wei)常數(shu));如(ru)采用強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)σb=430 MPa的(de)(de)(de)SAE950X制(zhi)造(zao)(zao),P.保(bao)(bao)持不(bu)變(bian),則厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)可(ke)(ke)(ke)減(jian)為(wei)4mm或重量(liang)(liang)可(ke)(ke)(ke)降(jiang)低(di)(di)20%;如(ru)采用σb=600 MPa的(de)(de)(de)SAE980X制(zhi)造(zao)(zao),P,不(bu)變(bian),則厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)可(ke)(ke)(ke)減(jian)至3.4mm,重量(liang)(liang)可(ke)(ke)(ke)減(jian)少(shao)30%;如(ru)仍用SAE980X制(zhi)造(zao)(zao),但重量(liang)(liang)只降(jiang)低(di)(di)20%,則P.可(ke)(ke)(ke)提高到98K.這(zhe)個例(li)子說明了采用高強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)鋼(gang)的(de)(de)(de)優越(yue)性(xing)(xing)。這(zhe)和(he)文(wen)獻中所列的(de)(de)(de)采用屈服(fu)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)為(wei)350 MPa的(de)(de)(de)HSLA鋼(gang)代替低(di)(di)碳鋼(gang)可(ke)(ke)(ke)分別(bie)使(shi)前梁、發動(dong)機(ji)支架、保(bao)(bao)險杠加強(qiang)(qiang)(qiang)體、保(bao)(bao)險杠、門(men)、發動(dong)機(ji)內(nei)外蓋板(ban)(ban)等構(gou)(gou)(gou)(gou)件(jian)板(ban)(ban)厚(hou)(hou)(hou)減(jian)少(shao)15%~25%的(de)(de)(de)計算(suan)結果(guo)是(shi)一致的(de)(de)(de)。因此,采用高強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)鋼(gang)板(ban)(ban)制(zhi)造(zao)(zao)車(che)身(shen)構(gou)(gou)(gou)(gou)件(jian),可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)減(jian)少(shao)板(ban)(ban)材(cai)厚(hou)(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)(du),降(jiang)低(di)(di)構(gou)(gou)(gou)(gou)件(jian)重量(liang)(liang),從而(er)節約(yue)行駛油(you)耗,并保(bao)(bao)證安全運輸。
文獻指出:采用高(gao)強(qiang)度鋼和先進高(gao)強(qiang)度鋼,還有利于提高(gao)乘用車(che)白(bai)車(che)身的(de)彎曲剛度、扭(niu)轉剛度以及相應(ying)的(de)振動頻率,從而有利于降低白(bai)車(che)身的(de)NVH性能。