Предисловие В начале 1990-х годов, будучи техническим специалистом в Ford Motor Company, у меня был небольшой вспомогательный персонал, который работал над сборкой и решением моделей автоматизированного проектирования (CAE) больших транспортных систем. Хотя моя работа была в основном сосредоточена на стали, я также провел некоторые исследования альтернативных материалов (например, алюминия и магния). Примерно в этот же период в первые годы правления администрации Клинтона Эл Гор возглавил Программу транспортных средств нового поколения (PNGV). Исследования материалов сыграли большую роль в этой программе, и алюминий вышел на первый план как материал будущего для автомобилей. Основное внимание уделялось конструкции кузова автомобиля, и в то время было заявлено, что 50% веса можно сэкономить за счет преобразования стали в алюминий; Концептуальные автомобили среднего размера были построены компаниями General Motors и Ford, чтобы доказать это утверждение. В первые дни PNGV@ в результате моего личного исследования@ я пришел к выводу, что заявления о снижении веса алюминия, вероятно, были преувеличены@, но, возможно, это было не так уж и далеко@, поскольку автомобили той эпохи имели несколько неоптимизированную архитектуру и были построены из достаточно низкопрочных сталей. Американский институт железа и стали (AISI) противодействовал PNGV, создав сверхлегкий стальной автомобильный кузов (ULSAB) @, который продемонстрировал, что снижение веса, близкое к тому, что заявлено PNGV, может быть достигнуто за счет широкого применения высокопрочных сталей и подходящей архитектуры. В рамках этой программы также были внедрены усовершенствованные высокопрочные стали (AHSS)@, в первую очередь двухфазные стали@, которые использовались для замены некоторых мягких сталей предыдущего поколения и обычных высокопрочных сталей (CHSS). Хотя корпоративные требования к средней экономии топлива (CAFE) остались прежними@ в течение этого периода@, Национальная администрация дорожного движения и безопасности дорожного движения (NHTSA) вместе со Страховым институтом безопасности дорожного движения (IIHS) были заняты введением новых требований безопасности наряду с процедурами испытаний@, которые стали де-факто требованиями. Это@, наряду с действующими правилами экономии топлива в Соединенных Штатах и высокими ценами на топливо в других частях мира@, побудило Международный институт железной стали (IISI) выступить с рядом материальных инициатив (например, ULSAB-AVC и Future Steel Vehicle) и от PNGV@, который при администрации Буша превратился в Freedom Car. Кроме того, к этому времени компания Freedom Car стала более нейтральной в отношении материалов и поддерживала некоторые исследования стали. Исследования стали также поддерживались Auto/Steel Partnership (A/SP) в США и внутри автомобильных и сталелитейных компаний. На протяжении всего этого периода@, вплоть до моего выхода на пенсию в конце 2006 года@, многие инженеры-материалисты в автомобильной промышленности по-прежнему считали алюминий материалом будущего для автомобилей и верили, что потенциал снижения веса алюминия составляет около 45%@, несмотря на все исследования стали говорят об обратном. По этой причине я начал проводить в Обществе автомобильных инженеров семинар по AHSS, на котором излагалось истинное техническое обоснование того, какой вес действительно можно снизить с автомобилей @, используя различные альтернативные материалы. Однако@ я считаю, что курс, который я преподаю, едва ли изменил ситуацию как для инженеров по альтернативным материалам, так и для инженеров по стали. Доказательством этого является то, что на долю AHSS приходилось менее 10% объема стального листового металла, использовавшегося до момента написания этой статьи (2013 г.). Однако@ автомобильная промышленность столкнулась с самым большим препятствием@ с точки зрения регулирования@, с которым она когда-либо сталкивалась. Агентство по охране окружающей среды (EPA) теперь требует, чтобы к 2025 году средний расход автомобилей по всему парку составил 54,5 миль на галлон посредством очень агрессивной программы поэтапного внедрения экономии топлива. Чтобы удовлетворить этому требованию, автомобильная промышленность внимательно рассматривает альтернативные материалы, прежде всего алюминий, и ускоряет применение AHSS. Тем временем сталелитейная промышленность начинает продавать AHHS второго и третьего поколения. В поддержку последних проблем автомобильной промышленности в плане снижения веса я написал эту книгу, пытаясь изложить истинные возможности использования альтернативных материалов в автомобилях и предложить самые современные рекомендации по проектированию эффективных архитектур, поддерживаемых применение AHSS при изучении экономии веса и, как следствие, преимуществ этой стратегии в экономии топлива. Реалистичные сравнения с другими альтернативными материалами проводятся посредством детального анализа. Многие проекты, в которых я участвовал, будут изучены, чтобы продемонстрировать, как развивалась технология AHSS, и привести нас к подножию горы, на которую мы @ как люди, занимающиеся дизайном автомобилей @, теперь должны подняться.
SAE R-431-2014 История
2014SAE R-431-2014 Облегчение автомобильной промышленности с использованием современных высокопрочных сталей