基于780MPa级热轧高强度钢的汽车单板冲压前下控制臂开发

汽车制造商们把更多的工作重点放在了保护环境和提高能源效率上，主要措施是改善车辆的燃油经济性。节约能源的方法之一是通过使用高强度钢（AHSS）来减轻车辆的总质量。高强度钢是抗拉强度在500～800MPa的钢材，因其相对于铝合金和镁合金更为经济，故被认为是底盘结构部件的替代材料。

在一些主流汽车制造商的白车身和底盘的钢制部件中，抗拉强度超过590MPa的高强度钢使用率已超过60%。例如，德国大众汽车公司目前正在生产的帕萨特和高尔夫的前下控制臂（FLCA）就采用了780MPa级高强度钢。开发了一种新型具有优良拉伸凸缘成形性的780MPa级高强度热轧钢，这种钢材的抗拉强度为780MPa并具有55%的孔伸长率，满足现代制造的材料规范要求。

本研究使用这种780MPa级高强度钢开发和制造了一个单板冲压前下控制臂样件。此高强度钢表现出了良好的成形性，控制臂样件没有出现成形性问题。为了评价此高强度钢的性能，本研究对其进行了孔伸长率试验和抗拉试验。试验结果表明，780MPa级高强度钢抗拉强度和孔伸长率分别为800MPa和65%。运用CAE模拟方法对控制臂样件进行了耐久性和强度分析。该分析过程包括有限元模型建立、线性模拟、疲劳损伤评估及寿命预测等主要步骤。分析结果表明，该前下控制臂样件的耐久性和强度满足要求。

虽然该控制臂结构仍需要进一步优化，但其应用780MPa级高强度钢可以使自身质量减轻8%，说明这种钢材有良好的应用前景。

Kyoungju Sohn et al. SAE 2013-01-0665.

编译：黄河