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英斯特朗助力汽车轻量化
2018-08-22 10:49:34· 来源：英斯特朗
当前世界，降低汽车二氧化碳排放是汽车制造商面临的重大挑战。美国平均燃油经济性（CAFE）标准和欧盟的相关法规都在要求降低燃油消耗。这些标准本身就是为了降低汽车行业的温室气体排放。为了迎合这个大趋势，全球化学品公司致力于开发先进塑料或复合材料替代金属，制作汽车零部件来支持汽车轻量化，从而达到减排目的。在国家部委联合发布的《中国制造2025》中，已把轻量化当成汽车产业发展的重要方向，当节能减排成为当前汽车工业面对的必然要求时，汽车轻量化对于节省能源和保护环境都有着非常重要的意义。
当前世界，降低汽车二氧化碳排放是汽车制造商面临的重大挑战。美国平均燃油经济性（CAFE）标准和欧盟的相关法规都在要求降低燃油消耗。这些标准本身就是为了降低汽车行业的温室气体排放。为了迎合这个大趋势，全球化学品公司致力于开发先进塑料或复合材料替代金属，制作汽车零部件来支持汽车轻量化，从而达到减排目的。在国家部委联合发布的《中国制造2025》中，已把轻量化当成汽车产业发展的重要方向，当节能减排成为当前汽车工业面对的必然要求时，汽车轻量化对于节省能源和保护环境都有着非常重要的意义。
另外，根据相关研究表明，汽车75%的油耗与其质量有关，比如滚动阻力、加速阻力和梯度阻力等，汽车整备质量每下降10%，油耗即可下降6-8%，排放下降4%；车辆质量降低100KG，百公里油耗即可降低0.3-0.6L。因此减小汽车质量，就可以有效降低油耗和排放。
随着汽车工业的发展，人们对汽车用金属材料在高应变速率下的响应特性提出了需求，也开展了很多研究。近年来，汽车行业为应对2020年的油耗标准和轻量化的发展要求，车用材料在传统钢材的基础上，逐渐向塑料、镁铝合金等多材料混合应用的趋势发展。
高速拉伸试验一直都是表征材料强度和性能的有效方法。随着先进材料和新合金在汽车制造业中的应用，高速拉伸试验在保质保量的生产中继续发挥着重要的作用。
经济性
在汽车研发阶段，利用计算机来模拟车辆材料和结构碰撞试验可以大幅度减少试验的工作量。尤其是对于整车安全设计和试验来讲，一方面由于碰撞成本较高，另一方面试验准备工作非常繁琐，因此计算机模拟试验近年来受到汽车研发人员的青睐。但是，进行计算机模拟需要有强大的数据库支撑，这些需要材料在高速应变下的数据和相关的本构方程。因此，高速拉伸试验能够加速汽车研发过程，缩短新型汽车研发周期，从而帮助企业更快占领市场先机。
安全性
作为高速拉伸试验测试目的的一种，碰撞安全性是汽车设计中的一个重要部分，它取决于结构变形、吸收能量和失效等各方面的特性。在碰撞情况下，汽车结构性能的其中一个重要组成部分即为材料和接头在高应变率（远高于正常准静态试验甚至疲劳试验状态）条件下的性能。
作为保护乘客安全的关键组成部分之一，安全气囊系统的可靠和有效运行取决于各种材料的性能。其中最重要的材料之一是用于制造安全气囊的纺织材料。高速拉伸试验能很好地测试安全气囊的纺织材料的性能，从而保证气囊弹出时能充分发挥保护乘客的功能。
为了制造有效的碰撞模拟模型，对工程材料的代表性尺寸试样进行高质量的测量至关重要。这意味着，需要达到 500 s-1 以上的应变速率，并保持该速率不变，直至失效。这也意味着，需要分析复杂的原始数据来生成清晰的工程设计和分析图。
Instron® VHS系统
Instron® VHS系统可提供达 100 kN 的冲击力，并可实现达 25 m/s 的致动器速率。VHS 系统集成有控制系统，能够以恒定的工程应变率驱动试样至失效状态（通常使用落锤式设备无法实现），并且可配置达 60 MHz 的数据采集速率，以适应脆性材料的最快速试验。数据分析软件包提供适于过滤和拟合原始数据的所有必要工具，以及适于高速数字图像相关（DIC）应变测量的重采样和数据集成工具。可以完成多种应用领域的冲击、穿刺和拉伸试验，尤其适用于恒定或其他复杂速度要求的应用。
Instron®VHS系统拥有广泛的应用案例，从汽车材料提供商到航空航天领域，众多客户已借助VHS系统实现各种材料在高应变速率下的响应特性的测试需求。
Instron®8800系列
同时，Instron®软件还能提供多种功能强大的工具，使高速试验数据处理和建模变得轻松自如，进而简化工作流程和操作过程。材料特性受应变率的影响非常大，如果仅以准静态试验结果来分析和设计应用于高速加载环境中的产品结构，则可能会使产品的设计趋于保守，或质量过重或过早于预期失效。Instron®8800系列电液伺服疲劳试验系统能满足各种静态和动态试验的复杂要求。可为各种先进材料和部件的试验提供整体解决方案，尤其是与疲劳及断裂力学分析相关的试验。
另外，根据相关研究表明，汽车75%的油耗与其质量有关，比如滚动阻力、加速阻力和梯度阻力等，汽车整备质量每下降10%，油耗即可下降6-8%，排放下降4%；车辆质量降低100KG，百公里油耗即可降低0.3-0.6L。因此减小汽车质量，就可以有效降低油耗和排放。
随着汽车工业的发展，人们对汽车用金属材料在高应变速率下的响应特性提出了需求，也开展了很多研究。近年来，汽车行业为应对2020年的油耗标准和轻量化的发展要求，车用材料在传统钢材的基础上，逐渐向塑料、镁铝合金等多材料混合应用的趋势发展。
高速拉伸试验一直都是表征材料强度和性能的有效方法。随着先进材料和新合金在汽车制造业中的应用，高速拉伸试验在保质保量的生产中继续发挥着重要的作用。
经济性
在汽车研发阶段，利用计算机来模拟车辆材料和结构碰撞试验可以大幅度减少试验的工作量。尤其是对于整车安全设计和试验来讲，一方面由于碰撞成本较高，另一方面试验准备工作非常繁琐，因此计算机模拟试验近年来受到汽车研发人员的青睐。但是，进行计算机模拟需要有强大的数据库支撑，这些需要材料在高速应变下的数据和相关的本构方程。因此，高速拉伸试验能够加速汽车研发过程，缩短新型汽车研发周期，从而帮助企业更快占领市场先机。
安全性
作为高速拉伸试验测试目的的一种，碰撞安全性是汽车设计中的一个重要部分，它取决于结构变形、吸收能量和失效等各方面的特性。在碰撞情况下，汽车结构性能的其中一个重要组成部分即为材料和接头在高应变率（远高于正常准静态试验甚至疲劳试验状态）条件下的性能。
作为保护乘客安全的关键组成部分之一，安全气囊系统的可靠和有效运行取决于各种材料的性能。其中最重要的材料之一是用于制造安全气囊的纺织材料。高速拉伸试验能很好地测试安全气囊的纺织材料的性能，从而保证气囊弹出时能充分发挥保护乘客的功能。
为了制造有效的碰撞模拟模型，对工程材料的代表性尺寸试样进行高质量的测量至关重要。这意味着，需要达到 500 s-1 以上的应变速率，并保持该速率不变，直至失效。这也意味着，需要分析复杂的原始数据来生成清晰的工程设计和分析图。
Instron® VHS系统
Instron® VHS系统可提供达 100 kN 的冲击力，并可实现达 25 m/s 的致动器速率。VHS 系统集成有控制系统，能够以恒定的工程应变率驱动试样至失效状态（通常使用落锤式设备无法实现），并且可配置达 60 MHz 的数据采集速率，以适应脆性材料的最快速试验。数据分析软件包提供适于过滤和拟合原始数据的所有必要工具，以及适于高速数字图像相关（DIC）应变测量的重采样和数据集成工具。可以完成多种应用领域的冲击、穿刺和拉伸试验，尤其适用于恒定或其他复杂速度要求的应用。
Instron®VHS系统拥有广泛的应用案例，从汽车材料提供商到航空航天领域，众多客户已借助VHS系统实现各种材料在高应变速率下的响应特性的测试需求。
Instron®8800系列
同时，Instron®软件还能提供多种功能强大的工具，使高速试验数据处理和建模变得轻松自如，进而简化工作流程和操作过程。材料特性受应变率的影响非常大，如果仅以准静态试验结果来分析和设计应用于高速加载环境中的产品结构，则可能会使产品的设计趋于保守，或质量过重或过早于预期失效。Instron®8800系列电液伺服疲劳试验系统能满足各种静态和动态试验的复杂要求。可为各种先进材料和部件的试验提供整体解决方案，尤其是与疲劳及断裂力学分析相关的试验。
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