汽车车身材料及性能分析
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学习情境一 汽车车身材料及性能分析
机械工业出版社
CHINA MACHINE PRESS
一、金属材料 二、非金属材料
机械工业出版社
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一、金属材料 （一）金属材料的性能 1.强度 金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂 的能力称为强度，通常用应力表示。 （1）抗拉强度 （2）屈服点
机械工业出版社
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1.常用工程塑料的特点 （1）密度小 （2）耐腐蚀 （3）绝缘性好 （4）消音、避震、隔热性好 （5）易加工成形，着色性能好 塑料同时也有许多缺陷，如尺寸稳定 性差，多数只能在60～150℃下使用，受 热易变形，难以制成高精度的零件；易燃 烧，并且会产生有毒气体；易老化等。
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2.隔音材料 （1）隔音棉 （2）隔音泡沫 （3）隔音板
涂布隔音泡沫
隔音板
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3.防撞胶 （1）沥青型 （2）橡胶型 （3）水溶型
涂布防撞胶
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3.高强度钢板
根据金属强度得以强化的过程，车身常用的高强度钢可以分为以 下三种： （1）高强度—低合金钢（HSLA） （2）高抗拉强度钢（HSS） （3）超高强度钢（UHSS）
高抗拉强度钢板在车身上的应用
机械工业出版社
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4.铝合金 铝合金强度高、质量轻、耐腐蚀性能优越， 以往多用于载货车的车厢，但最近几年在轿车车 身上的应用非常突出，德国甚至出现了全铝车身 的汽车。铝车身的出现使汽车的总体重量进一步 下降，节约燃油。为保证车身结构的足够强度， 铝制的车身板件和车架构件的厚度通常是钢件的 1.5～2倍。 铝的加工比钢材要困难的多，当铝被加工硬 化以后更加难以成形，且容易断裂；由于熔点较 低，被加热时容易变形。焊接时也需要用到很多 新技术，在维修铝车身时要特别注意。
（二）汽车车身常用金属材料的种类 金属材料是现代汽车最主要的用料， 其使用量占整个车身质量的70%。车身板 件常用的金属材料是钢材（以钢板为主） 和铝材。 1.热轧钢板和冷轧钢板 2.表面处理钢板 （1）镀锌板 （2）镀锡钢板 （3）镀铝钢板 （4）不锈钢
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2.塑料的种类 （1）热塑性塑料 指受热时会熔融或软化，可以进行各 种成形加工，当冷却固化后即可保持新的 形状，且机械强度没有明显降低，再受热 又可熔融、加工成形，即具备多次重复加 工性的塑料。 车身常用的热塑性塑料主要有聚氯乙 烯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯、聚 碳酸脂。
低碳钢的拉伸曲线
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2.塑性 （1）伸长率 （2）断面收缩率
塑性示意图
3.弹性
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4.硬度 5.韧性 6.疲劳强度 7.加工硬化 8.热变形
加工硬化的原理
板件加工硬化的原理
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（2）热固性塑料 指在制造成形的同时发生固化反应， 在受热时不熔融，在溶剂中也不溶解，当 温度超过分解温度时塑料将被分解破坏， 即不具备重复加工性的塑料。 常见的热固性塑料主要有酚醛塑料 （PF）、聚氨脂塑料（PU）、有机硅树脂 塑料、环氧树脂塑料（EP）和不饱和聚脂 塑料（UP）等，合称为五大热固性塑料。 热固性塑料的复合增强制品常被制造 成车身板件，用于替代钢材等金属材料。 另外，车身常用的涂料和胶粘剂等也多用 这几种树脂来制造。
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（2）半钢化玻璃 为了消除钢化玻璃的缺陷，将用于前 风窗的玻璃部分淬火，制成半钢化、局部 钢化的玻璃。半钢化玻璃在驾驶员的主视 线范围内不作淬火处理，其余部分则与全 钢化玻璃相同，使得发生碰撞事故时驾驶 员的视线得到保证。 2.玻璃的安装 汽车玻璃依其在车身上的安装位置不 同，装配方法也不同。以前后风窗为例， 固定式玻璃主要有胶粘法和橡胶条法两种 安装形式。
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1.玻璃的种类 （1）钢化玻璃 钢化玻璃是将普通硅酸玻璃加热到大约 600℃时，向玻璃两面急速吹送冷风，进行 “风淬”得到的，强度和耐冲击能力比普通玻 璃高3～5倍。因破碎时不很尖锐而能减少对 人员的伤害，有着较高的安全性，但同时会因 形成许多细密条纹而失去透明度。所以，这种 全钢化玻璃多装于除前风窗以外的车身其他部 位，如侧车窗、后风窗及车门窗等。
机械工业ห้องสมุดไป่ตู้版社
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二、非金属材料 为了使车身轻量化，非金属材料也被 广泛应用于车身。汽车的一些装饰件、减 磨件和其他一些特殊用途的部件，多采用 非金属材料制造。 在汽车上应用的非金属材料有塑料、 玻璃、橡胶、陶瓷、摩擦材料以及复合材 料等。 （一）玻璃
机械工业出版社
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粘结法安装玻璃
橡胶条法安装玻璃
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（二）塑料 塑料是以合成树脂为主要成分，加入 适量的添加剂，经一定温度和压力制造成 形的高分子材料。 与其他非金属材料相比，塑料在汽车 上的应用最早、最为广泛。由于塑料件成 形容易且具有一定的强度，价格低廉，在 被动安全性方面有着独特的优越性，早期 主要作为车身内部装饰件。 随着塑料制造技术的不断提高，在满 足力学性能的前提下，因为密度较小，近 年来车身越来越多地采用塑料及其增强的 复合材料。
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3.常用塑料的鉴别方法 （1）查看ISO识别码 （2）查询修理手册 （3）试焊法
汽车上的塑料件
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（三）密封胶、隔音材料、防撞胶和易涂耐磨胶 1.密封胶
涂布车架间的缝隙
涂布至零件接触面
密封风窗玻璃
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一、金属材料 二、非金属材料
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一、金属材料 （一）金属材料的性能 1.强度 金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂 的能力称为强度，通常用应力表示。 （1）抗拉强度 （2）屈服点
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1.常用工程塑料的特点 （1）密度小 （2）耐腐蚀 （3）绝缘性好 （4）消音、避震、隔热性好 （5）易加工成形，着色性能好 塑料同时也有许多缺陷，如尺寸稳定 性差，多数只能在60～150℃下使用，受 热易变形，难以制成高精度的零件；易燃 烧，并且会产生有毒气体；易老化等。
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2.隔音材料 （1）隔音棉 （2）隔音泡沫 （3）隔音板
涂布隔音泡沫
隔音板
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3.防撞胶 （1）沥青型 （2）橡胶型 （3）水溶型
涂布防撞胶
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3.高强度钢板
根据金属强度得以强化的过程，车身常用的高强度钢可以分为以 下三种： （1）高强度—低合金钢（HSLA） （2）高抗拉强度钢（HSS） （3）超高强度钢（UHSS）
高抗拉强度钢板在车身上的应用
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4.铝合金 铝合金强度高、质量轻、耐腐蚀性能优越， 以往多用于载货车的车厢，但最近几年在轿车车 身上的应用非常突出，德国甚至出现了全铝车身 的汽车。铝车身的出现使汽车的总体重量进一步 下降，节约燃油。为保证车身结构的足够强度， 铝制的车身板件和车架构件的厚度通常是钢件的 1.5～2倍。 铝的加工比钢材要困难的多，当铝被加工硬 化以后更加难以成形，且容易断裂；由于熔点较 低，被加热时容易变形。焊接时也需要用到很多 新技术，在维修铝车身时要特别注意。
（二）汽车车身常用金属材料的种类 金属材料是现代汽车最主要的用料， 其使用量占整个车身质量的70%。车身板 件常用的金属材料是钢材（以钢板为主） 和铝材。 1.热轧钢板和冷轧钢板 2.表面处理钢板 （1）镀锌板 （2）镀锡钢板 （3）镀铝钢板 （4）不锈钢
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2.塑料的种类 （1）热塑性塑料 指受热时会熔融或软化，可以进行各 种成形加工，当冷却固化后即可保持新的 形状，且机械强度没有明显降低，再受热 又可熔融、加工成形，即具备多次重复加 工性的塑料。 车身常用的热塑性塑料主要有聚氯乙 烯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯睛-丁二烯、聚 碳酸脂。
低碳钢的拉伸曲线
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2.塑性 （1）伸长率 （2）断面收缩率
塑性示意图
3.弹性
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4.硬度 5.韧性 6.疲劳强度 7.加工硬化 8.热变形
加工硬化的原理
板件加工硬化的原理
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（2）热固性塑料 指在制造成形的同时发生固化反应， 在受热时不熔融，在溶剂中也不溶解，当 温度超过分解温度时塑料将被分解破坏， 即不具备重复加工性的塑料。 常见的热固性塑料主要有酚醛塑料 （PF）、聚氨脂塑料（PU）、有机硅树脂 塑料、环氧树脂塑料（EP）和不饱和聚脂 塑料（UP）等，合称为五大热固性塑料。 热固性塑料的复合增强制品常被制造 成车身板件，用于替代钢材等金属材料。 另外，车身常用的涂料和胶粘剂等也多用 这几种树脂来制造。
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（2）半钢化玻璃 为了消除钢化玻璃的缺陷，将用于前 风窗的玻璃部分淬火，制成半钢化、局部 钢化的玻璃。半钢化玻璃在驾驶员的主视 线范围内不作淬火处理，其余部分则与全 钢化玻璃相同，使得发生碰撞事故时驾驶 员的视线得到保证。 2.玻璃的安装 汽车玻璃依其在车身上的安装位置不 同，装配方法也不同。以前后风窗为例， 固定式玻璃主要有胶粘法和橡胶条法两种 安装形式。
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1.玻璃的种类 （1）钢化玻璃 钢化玻璃是将普通硅酸玻璃加热到大约 600℃时，向玻璃两面急速吹送冷风，进行 “风淬”得到的，强度和耐冲击能力比普通玻 璃高3～5倍。因破碎时不很尖锐而能减少对 人员的伤害，有着较高的安全性，但同时会因 形成许多细密条纹而失去透明度。所以，这种 全钢化玻璃多装于除前风窗以外的车身其他部 位，如侧车窗、后风窗及车门窗等。
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二、非金属材料 为了使车身轻量化，非金属材料也被 广泛应用于车身。汽车的一些装饰件、减 磨件和其他一些特殊用途的部件，多采用 非金属材料制造。 在汽车上应用的非金属材料有塑料、 玻璃、橡胶、陶瓷、摩擦材料以及复合材 料等。 （一）玻璃
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粘结法安装玻璃
橡胶条法安装玻璃
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（二）塑料 塑料是以合成树脂为主要成分，加入 适量的添加剂，经一定温度和压力制造成 形的高分子材料。 与其他非金属材料相比，塑料在汽车 上的应用最早、最为广泛。由于塑料件成 形容易且具有一定的强度，价格低廉，在 被动安全性方面有着独特的优越性，早期 主要作为车身内部装饰件。 随着塑料制造技术的不断提高，在满 足力学性能的前提下，因为密度较小，近 年来车身越来越多地采用塑料及其增强的 复合材料。
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3.常用塑料的鉴别方法 （1）查看ISO识别码 （2）查询修理手册 （3）试焊法
汽车上的塑料件
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（三）密封胶、隔音材料、防撞胶和易涂耐磨胶 1.密封胶
涂布车架间的缝隙
涂布至零件接触面
密封风窗玻璃