在鳥園總會有幾隻掛在邊緣的傢伙,看著外面的天空盤算如何一飛沖天……
我今天無法阻止零七飛向黑漆漆的天空,亦如過往那些從我身邊逃走的人
零七……你會回家嗎
只要一說到汽車啊,經常能聽到兩個詞“剛性”和“強度”。那麼“剛性”和“強度”到底是什麼東西呢,這次我們就來科普一下!
簡單來說,汽車的剛性代表金屬受到外界的各種力後,是否容易變形的程度。強度代表了承受撞擊後,金屬是否容易破損、斷裂。
汽車的強度關係到碰撞安全,發生碰撞後能否保證駕乘人員的生存空間非常重要,簡單點說就是撞不壞。而剛性則有很多種,車架剛性、懸掛剛性、方向機剛性、剎車剛性等等,最直白的表現大概就是紮實、穩健、安心,響應快這種詞了吧。
通俗易懂地講就是,剛性=不會變形,強度=不會破壞。其實剛性和強度的關係就像親戚。它們是抵抗汽車彎曲、拉伸、壓縮、扭曲的能力,在抵抗得住的範圍內,它就是剛性,超出這個範圍後,金屬最終破壞,那麼從金屬變形到破壞的範圍就是它的強度。
剛性和強度的示意圖

如上圖,假設各種外力施加在車架上,車架能夠經受住不停施加在車架上的外力的這一領域,就是剛性。從變形到破壞這個範圍是強度。
剛性和強度是親戚?

比如一根彈簧,把它壓縮後它會變短,鬆開它就會恢復原狀,這屬於彈性變形。如果把彈簧用力拉開,再鬆手後,它就不會恢復原狀了,這是塑性變形,從這層意思上來說,剛性和強度也是一樣的。所以車輛在行駛時受到的外力都屬於彈性變形領域,而事故則屬於塑性變形。
只要在行駛,車身就會變形!
這小標題看上去可能比較扯,但事實確實是這樣的,只是這種變形你用肉眼看不出來罷了。因為行駛中來自地面的反力會通過車輪傳遞到避震,然後再通過避震傳遞給車身,當然,避震能夠吸收掉一部分能量,剩下的就由車身來吸收了。
車輛在彎道中的變形!

比如上圖ND正在過彎,這時彎道外側左前懸掛下沉(紅箭頭),右前懸掛舒展開來(黃箭頭),ND發生了側傾,這種在狀態下,彎道外側的車體會承受壓縮力,彎道內側的車體則會承受拉伸力,由於還在過彎,車體還會承受扭曲力。這個時候就需要車輛某一個部分的剛性讓這個側傾穩定下來,這就是抗側傾剛性。側傾穩定下來後,彎道中車體的變形就如下圖一樣。


汽車的強度關係到碰撞安全,發生碰撞後能否保證駕乘人員的生存空間非常重要,簡單點說就是撞不壞。而剛性則有很多種,車架剛性、懸掛剛性、方向機剛性、剎車剛性等等,最直白的表現大概就是紮實、穩健、放心,響應快這種詞了吧。
構成車架的材料有著各自的固有特性,談論剛性和強度的時候,需要參考下面這幾個關鍵詞。

彈性模量:在彈性變形範圍內,表示某一個方向上的拉伸/壓縮/歪曲之間的關係,數值越大,剛性越高。
拉伸強度:材料破裂/斷裂的強度,數值越大,強度越高。
比剛性:投入同等質量的情況下的剛性,數值越大,剛性越高。
比強度:投入同等質量的情況下的強度,數值越大,強度越高。
延性:在拉伸方向上材料不斷地延伸,直到素材破壞的極限。
材料本身的性質在很大程度上受到彈性模量的影響,彈性模量表示了材料受到何種力量會發生什麼樣的歪曲。在發生變形後仍能恢復原狀的剛性領域裡邊,彈性模量在某種程度上決定了剛性的極限。
剛性代表了不容易變形,所以同樣的材料,使用2mm的厚度會比1mm的厚度不容易變形。相反,同樣都是1mm的厚度,那麼使用比剛性(某一重量下的剛性)高的材料就不容易發生變形。上圖中軟剛和高強度鋼雖然彈性模量和比剛性相同,但是強度卻完全不同,不過軟剛在延性方面卻優於高強度鋼。素材特性就是通過彈性模量、厚度體現出來的,這就是剛性和強度。
另外,車架上的骨架構造也對剛性和強度有很大的影響。要想製造一個不容易變形的車架,也需要在骨架構造上下功夫。
下面這張圖表面了在碰撞中,四邊形斷面的骨骼是如何潰縮的。首先碰撞的力量施加給骨骼(a),這個力量超過骨骼的承受極限後(b)開始彎曲(c),在彎曲的時候,壓縮和拉伸的力量複雜地糾纏在一起(d、e、f),超過材料的極限後材料就斷裂了,最後車就被撞變形了。

怎樣的形狀才不容易壞掉

四邊形斷面從材料力學上來說,邊離中心的距離越遠剛性越高,但是汽車卻不一定是這樣的。比如上圖下方2個帽子形斷面補強,從計算結果上來看c要優於d,但實際上,d要優於c。
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往事一幕幕回放,有過沉痛
但我只想往前走~
2022年的27歲生日,好多人陪著我呢
即便單身,依然幸福著。
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槍槍、本丸、零七,我們一起幸福下去吧!