防撞梁：铝合金、钢，区别真的那么大？你的车呢？
前阵子，大虎悠我写到防撞梁的力学造型设计对安全性能的影响。那么有车友就留言询问，钢质的和铝质的防撞梁到底哪个好。那么这其实是防撞梁材质的讨论范围了，就和铁轮毂与铝轮毂之争一样。既然有疑问，那我解惑便是，我们慢慢分解。
首先我们要明白一个事实：我们日常生活中所说的强度，在没有特定前缀说明的前提下，就都是“拉伸强度”。意思就是“棒状材料两头施加拉力，一直到被彻底拉断为止，需要施加的最大力量”。也叫做“破断强度”。
那么我们在很多杂志和媒体上看到非常流行的说法，讲说“某某合金的强度远高于钢铁”。于是觉得钢材是一种古老而落后的材料。但也有人依然坚持认为，钢材的综合性能是最好的，于是就有那么两派人之间的争论。
其实在我看来，这种争论其实核心，是在于人们没有很好的了解，“单位质量强度”和“单位体积强度”之间的本质差异。首先我们要知道，“破断强度”的测试值通常都是“单位质量强度”。啥意思？就是“2个重量完全相等的东西，表现出来的不同的强度值”。
假设说哈，我们找两个1米长度的圆棒，规定他们的重量都是1000克。其中一个是304不锈钢，另一个是6061铝合金（选取6061牌号的铝合金，是因为它在结构用材领域是最最常规和常用的一个高强度牌号）。
我们把它们拿到拉力机上测量强度，结果呢，304不锈钢圆棒在压力达到900公斤的时候就被拉断了。而6061铝合金圆棒却在承受了1500公斤拉力的时候才断掉。于是呢，我们大家一看就说，铝合金的强度比钢材强！又轻又硬是个好东西！
但是大家发现没？不锈钢和铝合金圆棒，强度都是1米，重量又完全一样的情况下，铝合金棒的直径（粗细）要比不锈钢的圆棒粗壮的多！因为304不锈钢的密度（比重）是7.93而6061铝合金的密度才2.71
那么如果我们要求这2个圆棒，他们体积一样大，又会如何？比如规定长度都是1米，直径都是1.15毫米（1平方毫米截面）再上拉力机测一测，情况就完全不同了！304不锈钢在压力达到500MPA的时候被拉断，而6061铝合金在压力达到200MPA就拉断了！
那么这时候测得的强度，就是“单位体积强度”。那么上述2次测试表达的意义有什么区别呢？很好理解：假设我们去设计一个部件，比如一根防撞梁。长度1.3米，要求重量20公斤，那么你会发现，铝合金做出来的防撞梁，厚度要比钢的厚的多的多！！
因为厚度比钢材厚了2.9倍以上（7.93和2.71的密度比例），如果钢材做出来的防撞梁厚度2毫米的哈，那么铝合金防撞梁厚度及是6毫米。在厚度差距如此大的情况下，铝合金防撞梁体现出来的整体刚度和抗变形能力确实优势太大太大！
但是，如果我们要求，同样做2条防撞梁，要求长度都是1.3米，厚度都是2毫米，那么在这种情况下，钢质防撞梁重量如果是20公斤的话，铝合金防撞梁的重量就可以做到仅仅不到7公斤！当然，这种情况下，铝合金防撞梁的力学优势是丝毫不存在的。
因此，当我分解到这一步的时候，我相信大家应该看得懂了。到底是钢材还是铝合金更有力学优势，其实关键是看这个部件在设计的时候，到底是对重量的控制要求更严格，还是对体积（粗细、厚度）等要求更严格。往往决定了最终部件总成的力学性能。而网上那些不加条件限制就直接说“XX更强”的说法，确实是有些不够严谨！
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