#汽车钢板强度越高越好吗# 早上看到了@飞走的云520 在讲这个,聊聊。但凡做过工程都会知道什么是“权衡”,凡事都不能要极端,钢板强度也是如此,如果仅仅是把“强度多少MPa”,就直接当成安全的KPI的话,那么跟用“显卡显存大小”判断一台电脑的性能差不多,这种做法并不是说“没用”,但它只能是“相对朴素”的一次“初步筛选”,做个入门而已,要讨论一台车安全与否是远远不够的。
钢板强度讲究的,应该是越“合适”越好。
车身碰撞很多人都想不明白,哪怕是行业里的人,我就问一个高中物理题。
A车以时速60km/h撞上静止0km/h的B车,以及A车以120km/h的时速,撞上时速60km/h的B车,他们的相对车速都是60km/h,但是结果有没有区别?
想明白的评论区告诉我哈。想不明白的,你就知道碰撞的背后,既朴素又不朴素。
碰撞的本质,实际上是把动能 ( 1/2 mv^2 ) 变成材料的塑性变形能。
材料吸能看的是应力-应变曲线下面积 (公式打不出来啊,简单说就是“承受的平均应力 × 变形的幅度“,然后积分后的总量 )。钢板的强度上去以后,“承受的平均应力”变大是没错,但延伸率掉得快啊!强度特别高、塑性储备特别少的材料,碰撞里有时候还没把能量吃掉呢,就已经脆断、撕裂、失稳了,传力路径断开后,原本设计好的溃缩模式就直接GG了。
乘员舱吃到的,事实上是更为狂野的载荷脉冲。
只盯着“一台车够不够硬”,事实上忽略了另一个关键的指标:减速时间。
冲量还记得不? I=Ft ,动量变化是固定的,那么时间t越短,峰值力就越高,乘员身上的G值就恐怖。碰撞安全的本意是“人能活下来,尽量不受伤”,而不是“谁的车车不变形谁赢”,所以我们讨论的应该是让车在该变形的地方,且能够稳定、可控、可重复地变形,进而把“减速时间“拉长,然后把碰撞的脉冲给磨平掉,从而为安全带、气囊的展开争取时间,最后到乘员的身上只是一个“小小的力”。
所以白车身的材料分布,一直是“二元结构”。
前后溃缩区负责能量的吸收,乘员舱则负责生存空间的保障。溃缩区要的是可控褶皱、稳定折叠、持续加工硬化的“吸能能力”,双相钢、相变诱导塑性钢等等的先进高强度钢就非常合适。在这里塞满高等级的热成形钢,数据是好看的,但碰撞的时候,剧本可能和你想的不一样。
超高强钢 & 热成形钢真正的主场,只在A/B柱、门槛、顶纵梁这些抗侵入件,保障生存空间的地方。
至于物理特性来说,强度上去了其实也有很多负作用。
比如说,屈服强度上去了,弹性模量是啥样呢?几何精度、氢脆、延迟断裂的风险,怎么办呢?在应力集中、涂层破损、盐雾潮湿这些真实世界的问题里,焊接窗口会不会窄啦,点焊是不是会脆化拉,都是课题。热成形确实是把回弹和开裂绕过去了,但成本、节拍、涂层氧化脱碳、工艺控制复杂度,也上来了。
至于高强度钢的维修成本,我们就不谈了。
钢板的强度当然非常重要,但毕竟它只是我们实现“安全设计意图”的工具之一。
就安全来说,真正的答案在于“人身保障”,我们更关注的是“碰撞能量的管理”这件事---而这件事,本身,是有非常刚性的成绩供你参考的,也就是中汽研、中保研的碰撞测试。这些测试规范是咋来的你知道嘛?吸取了社会层面无数案例总结后出来的,只要在这些测试里得到不错的成绩,这台车就足以应对多数的场景。
“钢板的强度”,仅仅是支撑这个测试结果,支撑最上层目的的一块拼图,仅此而已。
