汽车钢板强度越高越好吗 提出的一个好问题 —— 它表面上是一个小问题,但可以延展出好几个大的技术领域。 今天就不详细论述,仅指出同个关键的思路,大家可以继续探讨。第一,该软的地方软、该硬的地方硬。白车身设计的基本原理: 前机舱防火墙的区域充分变形,A、B柱组成的典型乘员舱尽量不要变形,因为人体的强度也就是1MPa左右(骨头除外),别说高强度钢了,就连低强度钢的零头都比不过,所以最好不要受力。所以钢板强度越高越好吗?那肯定不是,该软的地方还是不要太硬。第二,该硬的地方,就一定是强度越高越好吗? 也不一定。碰撞的时候,材料的有效属性并非只有强度一个,还有延性等其他属性。咱们就以最熟悉的A柱为例,以前1500MPa就顶天了,现在有了2000MPa、2200MPa,一定更好吗?理想技术日给的一张图(没在其它车企见过所以只好拿这张图)指出,传统2000MPa钢的延性是50度,低于传统1500MPa钢的延性62度。那前者材料做出的A柱,就不一定有后者材料好使。为什么这么说?回答这一问题,我们要理解一下A柱的工作方式。A柱作为细长柱,并不能按仅受垂向力的理想粗柱子来理解,它还会受到侧向力,所以要“抗弯”。一开始是弹性变形,抗弯主要与弹性模量和形状有关,而与强度无关。不管高低强度钢,只要是钢,弹性模量都一样。所以这个阶段,1500MPa和2000MPa没啥区别。至于形状,做成气胀管就类似于工字梁,提升了抗弯刚度。随着力增大,A柱就从弹性变形进入了塑性变形的阶段 —— 外侧材料先进入塑性变形,内侧材料的应力小还是弹性变形。协同受力原理,外侧材料达到了1500MPa/2000MPa而进入塑性变形后,就躺平不再接受额外加载了,更多的负担则交由内侧材料承担,这是一个相当和平且有效的工作分担方式。同时,A柱也会发生弯曲,也就是“弯而不断”。上面这个图就说了,在典型工况下,1500MPa传统钢可以62度弯而不断,而2000MPa传统钢可以50度弯而不断。也就是说,2000MPa传统钢的外侧材料虽然进入塑性变形晚,“弯得比较晚”;但由于延性差,所以“弯着弯着就断了”。断了,那就全完了 —— 虽然只是外侧材料断了,但一旦断了就将全部任务交给内侧材料了,那瞬间也会让内侧材料断掉。这就相当于公司效益不好,三个人干五个人的活还能扛,结果有一个人累倒了,后面两个人干五个人的活,瞬间也会累倒了,整个公司就瘫痪了。此时,1500MPa钢虽然“弯得早,但就是不断”,有点龟兔赛跑的意思,最后乌龟的表现反而更好一些。注意,这些情况要根据其他参数不同而变化,以上只是说一个可能性。理想说自己研发了更好的材料,2000MPa强度高且延性和1500MPa的差不多,那就显然更强了。这也并非给理想打广告。我相信很多车企重视材料研发,也肯定在材料方面有原创性创新,但由于没搞技术日,不告诉我,那我肯定也就不知道了。说到这里回顾2025年,认真做技术传播的车企确实是变少了。第三,用了更强的材料,就一定更耐撞吗?不说其他属性、其他参数,材料就是更硬了,2000MPa的A柱就一定比1500MPa的A柱更强个33%吗?进一步推断用2000MPa钢的车,就一定更安全吗?也不一定,因为笨鸟可以先飞,用了1500MPa的材料,只要改变形状(更粗的气胀管)或用更多料(更厚的薄壁)也是可以,而且有不同的组合:可以不改变A柱形状,多用33%的材料;也可以加粗A柱15.5%,材料也被动地增加了15.5%,效果也差不多。以纯粹的增加材料为例,33%听起来很多,但要以每根A柱5公斤来算,两根A柱就是10公里,加了33%材料也就是多了3.3公斤而已。这就进入另一个话题了:轻量化。换言之,如果你有方法在其他地方抠出3.3公斤来,那你用1500MPa的A柱也可以实现2000MPa的A柱同等安全性、同等粗细、同等重量(算上其他地方抠出来的)。3.3公斤很难吗?一块磷酸铁锂电池包比三元锂要重多少了?还是很好卖。新能源大牛说
