按机械设计理论,除非有特殊的结构和功能要求,绝大部分的结构件都可由变厚度钢板来实现。根据目前汽车零部件的加工技术水平,变厚度钢板除了可在常规冷冲压工序中应用,也可应用在管形件的液压成形和激光焊管、开口或闭口的辊压件、热冲压件成形过程中。VRB技术的充分利用将会在满足结构对强度、刚度以及寿命要求的情况下,从根本上改变结构设计的理念,为结构轻量化提供最佳的解决方案。利用柔性轧制技术可以轧制出“量身定做”特性设计所需要的变厚度钢板,在设计时可根据结构对每个零部件的力学要求,依据结构总体性能最优,例如应力场分布、碰撞性能体现、NVH特性等,得到理想的轻量化要求。
用轧制方法生产变厚板钢板的技术出现之后很快得到应用,德国MUBEA公司报道已经生产出超过1500万件变厚度钢板供应给奥迪、宝马、大众等汽车制造厂家,广泛应用于制做轿车车身的各种梁、柱、板、管类零部件,如图11-195所示。图11-196所示为该公司制造的几个典型零件。
图11-197所示为一个被用在梅赛德斯-奔驰E级别的轿车上的变厚度零件,该连接件前端板料厚度为0.88MM,后端板料厚度为1.15MM,中间区域板料厚度均匀过渡。与由等厚度板冲压制成的同一零件相比,不仅重量轻,而且零件经受碰撞时各个部位的受力更加均匀。
图11-195 变厚度钢板在汽车制造领域的应用
图11-196 MUBEA公司利用变厚度钢板制作的几个典型零件
图11-197 用于梅赛德斯-奔驰E级轿车上的变厚度连接件(www.daowen.com)
图11-198所示为另一个变厚度钢板在汽车工业上的应用实例:使用变厚度钢板后,零件的质量降低了25%,并且零件的承载性能获得了提高。
图11-199所示为由变厚度板料制作的汽车门内板,其材料的合理利用得以充分体现。
图11-198 变厚度钢板的应用实例
图11-199 为由变厚度板料制作的汽车门内板
VRB技术被人们认知和利用将使材料应用由平面到曲面,零件结构性能由等截面到等强度的改变,也形成了车身轻量化和节能减排动力来源。目前人们对VRB技术而带来的设计理念的改变刚刚开始,可以预见这种设计理念的普及将会扩大,从而形成市场和应用的主流,将成为汽车车身轻量化的主要应用手段。
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