车辆对用料更轻、更强和更持久的需求永远没有止境。一些公司正在寻找新的先进材料,比如轻质先进高强度钢(AHSS),来发展能够帮助提高汽油能效,减少维修费用和保护生命的汽车组成部件。
美国钢铁公司(USS)的研究人员使用橡树岭国家实验室的散裂中子源来更好地理解液压成形的轻质先进高强度钢的性能,以及如何应对在制作过程中的残余应力。中子衍射技术可以对先进高强度钢构筑的零件内部残余应力进行无损测量,以观察和检测液压成形零件的内在特性。对钢材特性的基本认知也为探索钢制零件残余应力对车辆耐久性的影响奠定了基础。
车辆很容易经历疲劳或者是循环力(cyclic force),因此汽车公司希望确保汽车在使用期里是安全的。残余应力会影响成型部件疲劳性能。然而,由于缺乏残余应力数据或经过验证的材料模型,残余应力对疲劳性能的影响通常不会纳入模拟中。研究人员将残余应力分布的中子数据与计算机模拟相结合配,试图改善工程师用于设计和制作汽车部件的模型。
这个研究团队最近在SAE国际科技论文上发表了他们的成果,实验得出的残余应力数据也会为残余应力预测和建模过程中,验证和挑选材料模型建立新的精确度与专业化先例,帮助科学家和工程师理解汽车部件的疲劳性能以及不同工艺带来的不同影响。