隨著節(jié)能減排形勢(shì)變得日益嚴(yán)峻伏嗜，相關(guān)部門對(duì)卡車超載的治理越來(lái)越嚴(yán)，輕量化成了近幾年來(lái)汽車行業(yè)常被探討的話題伐厌。比如承绸，鋁合金車輪的應(yīng)用就是國(guó)內(nèi)準(zhǔn)重載車輛實(shí)現(xiàn)輕量化的一大有效手段。在了解國(guó)內(nèi)外卡車企業(yè)的卡車輕量化情況時(shí)邑丰，記者通過查閱相關(guān)外文材料得知伸危，德國(guó)某研究機(jī)構(gòu)近期研發(fā)了一種新型的車輛輕量化技術(shù)。

　　最近歐洲委員會(huì)出臺(tái)了一項(xiàng)新法規(guī)伺免，如果汽車制造廠不能顯著降低其新生產(chǎn)汽車的二氧化碳平均排放量欺邻，它們將面臨巨額的罰款。汽車工業(yè)到了必須思索如何減少燃料消耗量和二氧化碳排放量的時(shí)候了徐敢。

　　如何減少汽車燃料消耗量橘抵，一條有效的途徑就是在汽車輕量化結(jié)構(gòu)上做文章，換句話說(shuō)就是讓汽車“瘦”下來(lái)彰茉。但是給汽車“減肥”必須在不降低汽車安全性的前提下進(jìn)行甲脚。如何在同等級(jí)別安全程度下成功給汽車瘦身，是擺在汽車設(shè)計(jì)人員面前的一道既現(xiàn)實(shí)又迫切的難題垮登。

　　到目前為止帽拘，大部分車身結(jié)構(gòu)都是由同質(zhì)鋼板組成的，不同部位的鋼板厚度基本上相同。一些承擔(dān)局部應(yīng)力過大的部件坡疼，要求鋼板較厚來(lái)承擔(dān)高強(qiáng)度局部應(yīng)力彬呻。這就意味著一些不需要承擔(dān)很大局部應(yīng)力部位的鋼板厚度超出了實(shí)際所需要的厚度，這就給車身增加了不必要的重量柄瑰。此外闸氮，一些汽車制造廠家還喜歡用一些價(jià)格較貴的高強(qiáng)度鋼板，這無(wú)形之中也會(huì)增加車身重量狱意。

　　使用普通強(qiáng)度鋼板 激光提升局部強(qiáng)度

　　國(guó)外先進(jìn)的輕量化技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)制造企業(yè)效仿的對(duì)象湖苞，其前沿技術(shù)的發(fā)展也對(duì)我國(guó)有很大的借鑒意義。最近详囤，德國(guó)薩克森州首府德累斯頓市弗勞恩霍夫材料和射線研究所（The Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS）的研究人員研發(fā)出了一項(xiàng)全新的車輛輕量化結(jié)構(gòu)技術(shù)财骨，可在充分確保車輛安全性的前提下減輕車輛重量。

　　來(lái)自該研究所的科學(xué)家馬庫(kù)斯·瓦格納稱：“安全性和輕量化結(jié)構(gòu)彼此并不矛盾藏姐÷÷幔”為了更準(zhǔn)確地匹配車身各個(gè)部位所承受的應(yīng)力，馬庫(kù)斯·瓦格納和他的同事正在致力于創(chuàng)建一套實(shí)現(xiàn)車身輕量化的新方案羔杨，這項(xiàng)新方案被稱為“局部激光強(qiáng)化”（local laser reinforcement）捌臊。

　　這套方案使用的是價(jià)格低廉、強(qiáng)度普通兜材、壁厚度達(dá)到最薄限度的鋼板肘认，但這么做會(huì)導(dǎo)致某個(gè)部位的鋼板無(wú)法承受高強(qiáng)度局部應(yīng)力。為解決這個(gè)難題猖生，研究人員需要提升承受過大局部應(yīng)力部位的鋼板強(qiáng)度舞铝。

　　那么這個(gè)過程具體是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？首先妥尘，專家用聚集激光束照射未經(jīng)加工的鋼板表面毁设，被聚集激光束照射的鋼板溫度開始升高并逐漸熔化，熔化所產(chǎn)生的熱量迅速消散并傳遞給毗連的冷材料郊蹈，熱量所經(jīng)過的部位遇熱之后迅速冷卻厢卖。這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生硬質(zhì)相，遇熱之后迅速冷卻的材料其硬度可得到顯著強(qiáng)化房肿。

　　“通過這個(gè)過程啊嘁，我們可以得到強(qiáng)度達(dá)到1500兆帕的材料，新材料的強(qiáng)度大概是未經(jīng)強(qiáng)化的原始材料的2倍暗环∈癜”瓦格納說(shuō)。在整個(gè)過程中耙替，得到強(qiáng)化的鋼板并未變厚亚侠，也就是說(shuō)鋼板的重量并未增加曹体，這個(gè)方案可謂是在確保車輛安全性的前提下，對(duì)輕量化技術(shù)的一種有益嘗試硝烂。

　　瓦格納稱：“這個(gè)方案可被用于設(shè)計(jì)車輛前后緩沖杠箕别、中立柱、加強(qiáng)筋滞谢、加強(qiáng)板等諸多部件串稀。在設(shè)計(jì)這些部件時(shí)，上述方案提供了一條如何在重量和強(qiáng)度上作出最優(yōu)選擇的解決途徑狮杨∧附兀”

　　碰撞性能表現(xiàn) 可提升一倍

　　車輛碰撞時(shí)產(chǎn)生的壓力，足以令某個(gè)零部件瞬間產(chǎn)生大幅度變形橄教。撞擊時(shí)清寇，車身變形程度越小，司機(jī)得到的保護(hù)就越大护蝶。通過“局部激光強(qiáng)化”华烟，上述研究所的科學(xué)家們?cè)噲D獲得抗變形性更強(qiáng)的零部件。

　　為了使車身在撞擊時(shí)變形程度更小青烙，研究人員必須確定需要進(jìn)行激光強(qiáng)化的最佳位置和最佳幾何形狀径瘪。比如：它們應(yīng)該是點(diǎn)狀的、傾斜的冕店、還是縱長(zhǎng)的患敢？強(qiáng)化部分應(yīng)該 選用何種材料來(lái)使車輛在撞擊時(shí)發(fā)生最小程度的變形？現(xiàn)在嘁压，研究人員可以通過電腦模擬測(cè)試探索以上所有問題的答案邦孽。據(jù)瓦格納稱：“通過電腦模擬實(shí)驗(yàn)，我們可 以完全模仿實(shí)地實(shí)驗(yàn)并得到我們想要的數(shù)據(jù)题琅，電腦模擬實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)與實(shí)地實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)相差在幾毫米左右∪”

　　通過數(shù)值模擬研究歉活，瓦格納和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種彎曲應(yīng)力的碰撞最優(yōu)軌跡設(shè)計(jì)。在受到不同形式的撞擊時(shí)偏戳，車輛的變形部位是不一樣的莉歼，比如說(shuō)車輛迎面撞上一棵樹，與被另一輛車從側(cè)翼撞擊時(shí)所引起的變形并不相同攻泼。瓦格納團(tuán)隊(duì)把這種方法應(yīng)用到了實(shí)際車輛設(shè)計(jì)過程火架，并用激光強(qiáng)化。

　　瓦格納說(shuō)：“在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中忙菠，通過我們的碰撞最優(yōu)軌跡設(shè)計(jì)何鸡，經(jīng)過激光局部強(qiáng)化的管道外形，在發(fā)生碰撞后的扭曲變形程度比未經(jīng)強(qiáng)化時(shí)減小一半，而我們?cè)谶@一管道上進(jìn)行激光強(qiáng)化的部分只占3%左右骡男。這也就是說(shuō)淆游，我們的技術(shù)方案能夠使車輛的碰撞性能表現(xiàn)提高一倍「羰ⅲ”

　　出于對(duì)乘客安全的考慮犹菱，該研究所的研究人員已經(jīng)把這項(xiàng)全新的技術(shù)解決方案應(yīng)用到了車輛易遭撞擊的位置和座椅部件上。通過這套全新的技術(shù)方案吮炕，車輛的部件重量能夠減輕20%左右腊脱，而這是建立在完全無(wú)損車輛安全性的前提下。在下一階段龙亲，瓦格納和他的團(tuán)隊(duì)將致力于通過軌道幾何形狀自動(dòng)優(yōu)化來(lái)進(jìn)一步完善他們的技術(shù)陕凹。

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