奧迪R8多材料車架減重15%

　　借助于多材料結(jié)構(gòu)方案使得新型奧迪R8轎車的空間框架結(jié)構(gòu)車架只有200kg，強(qiáng)度提高了40%，但重量卻比原來減輕了15%。這一ASF空間框架結(jié)構(gòu)車架79%的材料是鋁合金，13%的材料是CFK碳纖維增強(qiáng)材料。

　　奧迪公司R8 V10 plus型轎車的空車凈重只有1555kg，而不含燃油的干重只有大約1454kg。之所以能有這樣的重量，最關(guān)鍵的因素就是奧迪公司ASF空間框架結(jié)構(gòu)的車架。多材料結(jié)構(gòu)制造的這種空間框架結(jié)構(gòu)車架的凈重只有200kg，比其之前版本的重量減輕了10kg。車架的許多構(gòu)件都是用碳纖維增強(qiáng)材料制造的，前箱和后箱則采用了鋁合金材料。按照奧迪公司“將正確的材料和正確的材料用量使用在正確的地方”這一原則，CFK碳纖維增強(qiáng)材料僅在能夠比鋁合金更好的發(fā)揮其作用的地方得到了使用，例如在后箱板、中間地槽和B立柱等處。這些碳纖維增強(qiáng)材料的零部件都是按照RTM樹脂傳遞模塑技術(shù)生產(chǎn)制造的。它們在抗扭曲的ASF空間框架車架中所占的比例接近13%。

　　根據(jù)使用部位的不同，CFK碳纖維增強(qiáng)材料零部件的結(jié)構(gòu)也有所不同：后箱板的橫桿承受的橫向載荷最大，因此它所使用的碳纖維織物纖維層的纖維方向主要都是朝向一個方向的，它們中只有14%的是相互重疊的，5mm厚的碳纖維增強(qiáng)材料層卻有著很高的抗拉強(qiáng)度，高達(dá)3950MPa。B立柱的碳纖維增強(qiáng)層則相反，它的纖維層有著相互交叉的朝向，以便能夠承受來自橫向和縱向的載荷，它的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了900Mpa。奧迪R8 V10 plus型轎車車門正后方的側(cè)翼和車尾擴(kuò)散器也是用CFK碳纖維增強(qiáng)材料制造的。

　　新型R8轎車的前箱和后箱全都是鋁合金材料的鑄件、型材和板材制造的。鋁合金鑄造的連接件占ASF奧迪空間框架結(jié)構(gòu)車架總重量的20.8%。據(jù)奧迪公司介紹：由于鋁合金鑄造的連接件內(nèi)腔可以鑄造成非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，因此非常適合于承受很高的載荷，提供了多種多樣的應(yīng)用可能性和很高的設(shè)計自由度。A立柱連接件把許多前箱和乘員艙等重要零件都連接為一個整體。它是用抗拉強(qiáng)度為350MPa的、新開發(fā)的高強(qiáng)度合金材料制造的。

　　作為鋁合金鑄造連接件的補(bǔ)充，擠壓型材是前箱、后箱和行駛機(jī)構(gòu)的連接件。它們在ASF空間框架車架中所占的比重為47.2%。而且這些擠壓型材也提供
 

了很高的設(shè)計自由度，最佳實例就是彈簧腿套管和后橋懸架連接件之間的擠壓型材了，在其大約60cm的長度上其壁厚在1.5mm和6.2mm之間實現(xiàn)了圓滑的過渡，也把重量減輕了1.3kg。

　　在增強(qiáng)后箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，奧迪公司采用了新的增強(qiáng)途徑，重量只有1kg的橢圓形輪廓鋁合金材料。除了總體設(shè)計時的輕量化優(yōu)化之外，ASF空間框架車架的設(shè)計師們也采用了新的功能集成設(shè)計方法。利用新型高強(qiáng)度合金材料制造的鑄造連接件把車輪懸掛臂直接的剛性固定在SFK空間框架結(jié)構(gòu)的車架上了。后備箱的底板采用的是鋁板，并當(dāng)作改善了車輛碰撞性能的剪力墻。

　　新型奧迪R8的外部蒙皮，包括車門和后備箱蓋都是用鋁合金板材制作的。在ASF空間框架結(jié)構(gòu)車架中，輕合金材料的板材比重占11.2%；它們都集中使用在乘員艙的底板和側(cè)壁中。鋼材的比重占0.6%，其他材料占0.5%，6.7%的為合成材料。作用鋁合金件之間的焊縫總長為89m。

　　利用冷連接技術(shù)連接鋁合金和CFK碳纖維增強(qiáng)材料

　　鋁合金材料與CFK碳纖維增強(qiáng)材料之間的連接主要采用的是冷連接技術(shù)，ASF空間框架結(jié)構(gòu)車架使用了270個半管狀沖孔鉚釘、207個抽芯鉚釘、241個公制螺釘和270個自攻螺釘。KLT陰極電泳浸漆、粘接材料和特殊專用的密封劑保證了輕合金材料不會在與CFK碳纖維增強(qiáng)材料的接觸區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)腐蝕。

　　與原來的老車型相比，新型奧迪R8轎車的ASF空間框架結(jié)構(gòu)車架在所有的關(guān)鍵部位處都得到了改進(jìn)、完善。它的靜態(tài)抗扭剛度提高了40%，奠定了精確加工制造、高碰撞性能、振動時更加靜音的基礎(chǔ)。這一設(shè)計的ASF空間框架結(jié)構(gòu)車架的輕量化綜合指標(biāo)，包括了重量、尺寸大小和剛性的綜合指標(biāo)達(dá)到了運動型轎車領(lǐng)域中的頂級水平。若奧迪公司按照迄今為止的鋁合金技術(shù)來制造這一車架時，它的重量會增加32kg。