国外汽车轻量化材料试验技术最新发展动态二

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1、栅戳匣用国外汽车轻量化材料试验技术最新发展动态(二)摘要：汽车材料轻量化是当前汽车材料技术发展的重要方向之一。在这一趋势的推动下，与汽车轻量化材料应用紧密相关的试验及评价技术，如高应变速率拉伸试验技术，材料、连接接头动态性能测试技术，材料的液压成形、热成形等工艺性能试验技术，都得到了迅速发展。本文依据近几年SAE发表的文献，介绍了国内外在汽车轻量化材料试验技术方面所取得的最新发展动态。关键词：国外汽车轻量化材料试验动态中图分类号：U465文献标识码：A■东风汽车公司商用车技术中心冯美斌(上接2013年第1期)验在伪静态

2、条件下进行，根据试验过程中采集的载荷、位移数据，可得出试样的力一位移曲线。图21所4接头连接性能试验及评价方法示为连接接头的典型试验曲线，利用图21可对接头下连接接头性能试验评价主要包括接头连接有效性述指标进行定量描述。(jointefficiency)试验评价和动态性能试验评价。a．连接效率：等于接头峰值载荷与母材峰值载4．1接头连接有效性试验评价方法荷之比。例如，可以算出图21a中的接头连接效率为目前，接头连接的有效性主要是通过静态试9908／14533=68％。验进行评价。评价试验可在各种电子拉伸试验机或b．能量

3、(静态失效)：接头力一位移曲线中峰值电液伺服轴向试验系统上完成。采用的试样有4种载荷左边部分所包围的面积，见图21b。类型：搭接式试样(LapShearspecimen)、十字C．连接刚度：接头力一位移曲线弹性部分的斜拉伸试样(cross—tensionspecimen)、U形试样率，见图21b。(U—tensionspecimen)和录0离试样(coach—peel接头的能量和刚度通常也取归一化的相对值(即specimen)，见图2O。采用不同试样进行试验时，与母材相应指标的比值)，以便进行不同场合下的比连接点所处的

4、力学状态是不一样的：搭接式试样为拉较。不同材料点焊接头性能对比见图22。同一种材料伸与剪切复合载荷；十字拉伸试样为单纯拉伸载荷；(DP600)采用点焊、弧焊、激光焊、粘接、多种铆U形试样、剥离试样均为拉伸、弯曲的复合载荷。试接、粘接+焊接等不同连接方法时，用搭接试样得出2013年第2期汽车T艺与材料AT&M163．嵇匝用254mm◆·(a)搭接试样一LT一{O1O20304050607O位秘tnm(a)试样载荷一位移曲线(b)十字拉伸试样50Bmm乏挺獬642O8642孙馏懈位移(b)能量与刚度计算图图21连接接头的典

5、型试验曲线—__连接有划生归一化能爨·归一化刚度(C)U形试样蓦706050鑫4∞020’MI蚓HSLADP600DP780M190卅连接有效性—_归一化能鼙归一化刚度、～^＼、＼＼—＼＼—_-●～／—州(d)剥离试样图20常用的连接接头试样图22不同材料点焊接头性能对比的不同连接工艺的接头效率和能量对比见图23。学性能评价除传统的疲劳性能外，冲击载荷作用下接4．2连接接头动态性能评价头的响应特性已受到特别关注。在这种试验中，冲击由于车辆安全性设计的需要，连接接头的动态力载荷是由具有一定运动速度的冲击锤(块)施加到试6

6、4Il汽车T艺与材料AT&M2013年第2期．枥叵胃(图26b)进行试验，试验过程可借助图27来说明。从图27中可见，摆锤A、摆锤B分别为主动锤和被动锤，试样的两端分别固定在被动锤和试验机底座上；试验前被动锤处于垂直位置，主动摆锤则根据所需要的冲击能量或速度悬挂到某一角度(图27b中为90o)：试验开始后，主动摆锤被释放，其势能被转(a)化为动能，且在垂直位置时达到最大，试验机的设计使主动摆锤恰好在这一时刻打击被动摆锤，冲击载荷通过被动摆锤传递到试样上；在冲击载荷作用下，试样连接点发生变形、撕裂直至最后脱落被动摆锤和主

7、动摆锤则在剩余能量驱动下继续向前运动至某一高度后回落。(b)(a)摆锤式冲击试验机．(C)~_11mm图27接头摆锤式冲击试验过程，}。L■4_2_3接头冲击试验结果'图28所示为典型的焊接接头冲击曲线，与静态焊点性能试验曲线类似，由图28可以得到峰值载荷、能200mm一量、位移量等动态测试结果。4．3连接接头试样设计的有关问题(b)Z形试样图26连接接头摆锤式冲击试验机和试样连接接头试验的特有问题是，希望变形和开裂只试验中采用4个应变片式载荷传感器测量载荷，发生在连接点部分，尽量不要波及到试样边缘，如果夹具前后两端各

8、装2个；测量试样的位移则使用非接周围材料发生明显的变形则难以得到接头失效能量的触反射式光纤位移传感器，反射镜片固定在被动摆准确数据。实践表明，试样设计和夹持方式对此有较锤的头部，传感器的轴线与摆锤的运动方向平行，大影响。测量中反射镜表面与传感器端部之间距离变化值转试样宽度对搭接试样冲击能量的影响见图29。换为成正比的电压变化值，最