新型材料在自動(dòng)駕駛行業(yè)的應(yīng)用

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摘要:汽車駕駛自動(dòng)化是隨生產(chǎn)力與科技的發(fā)展下新興的關(guān)鍵技術(shù)之一，自動(dòng)化發(fā)達(dá)與應(yīng)用的程度能很有代表性地顯示一個(gè)國(guó)家的科技現(xiàn)代化水平。同時(shí)，隨著科技高速發(fā)展，各種新型材料正逐漸興起如內(nèi)嵌式富勒烯、發(fā)泡材料(空氣凝膠)，并勢(shì)必會(huì)融入生活，影響帶動(dòng)科技發(fā)展。本文將新型材料發(fā)展和其在交通工具駕駛自動(dòng)化方面的應(yīng)用綜合整理，提出了在引入新型材料后自動(dòng)化駕駛或?qū)⒕哂械膬?yōu)點(diǎn)，文章對(duì)其他或可成為為自動(dòng)化駕駛發(fā)展可能有幫助的材料進(jìn)行了假設(shè)分析與討論。

關(guān)鍵詞:安全;輕量化;高精度;自動(dòng)駕駛;新型材料

1輕量化

汽車的主要材質(zhì)是鋼鐵，一般一輛汽車中主要由鋼鐵、塑料、鋁合金構(gòu)成，但是鋼鐵比重占65%，所以，輕型化發(fā)展是非常有潛力的，國(guó)際汽車品牌也都在進(jìn)行可替換材料的研究，這有助于提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。比如全部用鋁合金代替鋼鐵就能使車體重量大大降低，而堅(jiān)固度并不下降。比如最新研制的寶馬i3的電動(dòng)車，四年前已經(jīng)大量生產(chǎn)，整體車重才250kg，這是一輛電動(dòng)汽車，簡(jiǎn)直讓人不敢相信。所以，將來的車雖然會(huì)豪華舒適但是車重會(huì)輕量化。車身質(zhì)量的減輕有助于節(jié)能環(huán)保，也保證了操控性。但是輕量化不是偷工減料，而是用更好的材料去代替一些材質(zhì)，隨著國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，尾氣問題就成了車企關(guān)注的問題之一，那么減重會(huì)不會(huì)影響汽車的安全性，高速狀態(tài)下的駕駛穩(wěn)定性，這些都是要考慮的問題。所以輕量化的路上還有好多困難。

2自動(dòng)駕駛安全

自從ThyssenKrupp出世以來我們期待著有機(jī)結(jié)合設(shè)計(jì)和制造過程，以滿足抗碰撞的要求，創(chuàng)新的結(jié)果最適合作為側(cè)面梁在汽車的前后端，特別是在未來超輕鋼的光機(jī)構(gòu)。其初始抗拉強(qiáng)度為700米pa，液壓成型可增至8米pa，相應(yīng)的屈服點(diǎn)可由40米aP升至6米pa。a壓成型薄壁管不僅可用作汽車底盤結(jié)構(gòu)上的標(biāo)準(zhǔn)件ustenite對(duì)其所生產(chǎn)的各種截面的產(chǎn)品無(wú)需冷彎成型機(jī)，而是采用一套新的成型技術(shù)，然后由激光焊接而成。盡管邊梁結(jié)構(gòu)的形狀較為復(fù)雜，在生上卻只需經(jīng)過幾次成型工序即可完成，而TRIP鋼仍能保持足夠的殘余成型能力來吸收碰撞事故中所產(chǎn)生的能量。

3高精度

3．1新興材料工程的特征。重點(diǎn)應(yīng)用于汽車輕量化上，新材料時(shí)多樣化的，也是綠色環(huán)保的，可以回收利用的材料。

3．2新興材料有哪些

(1)有趣的液態(tài)金屬又叫金屬玻璃，它是一種在低溫熔煉時(shí)，即行固化的非晶態(tài)金屬。(2)高檔次的碳纖維復(fù)合材料。(3)精細(xì)工業(yè)陶瓷。(4)高分子材料。(5)超級(jí)的光電材料與器件:如新型的內(nèi)嵌式富勒烯。相比于富勒烯單體的研究，科學(xué)家們對(duì)于富勒烯衍生物的應(yīng)用前景給予更高的期待值。有專家提到，內(nèi)嵌式富勒烯可作為原子鐘的關(guān)鍵部件，既能縮小體積，又可提高定位精度?！皟?nèi)嵌富勒烯可使原子鐘小到能夠安裝在芯片上，從而植入手機(jī)。這種技術(shù)未來可控制無(wú)人駕駛汽車?！北R興提出了一個(gè)假設(shè)，如果兩輛汽車在一條鄉(xiāng)間小路上相向而行，路面狹窄，對(duì)它們的定位精確到1米以內(nèi)是不夠的，但使用該芯片后有可能將精度提高到1毫米。近期，盧興團(tuán)隊(duì)也做了自己的嘗試。他們發(fā)現(xiàn)，碳籠內(nèi)兩個(gè)金屬原子在一定溫度下位置穩(wěn)定，當(dāng)溫度發(fā)生變化并達(dá)到某個(gè)溫度值時(shí)，金屬原子會(huì)在碳籠里開始轉(zhuǎn)動(dòng)。“利用金屬富勒烯的這種特性，我們可以嘗試設(shè)計(jì)納米級(jí)的‘溫度計(jì)’，可適用于更精細(xì)的機(jī)器溫度的測(cè)定。”事實(shí)上，科學(xué)家已描繪出富勒烯家族的應(yīng)用藍(lán)圖，但市場(chǎng)化落地卻遭遇系列的“成長(zhǎng)煩惱”。盧興提道:“盡管科學(xué)家們已經(jīng)知道，內(nèi)嵌富勒烯在電子學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、醫(yī)藥學(xué)等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。但研究金屬富勒烯的學(xué)術(shù)門檻較高，制備工藝技術(shù)難度較大，量產(chǎn)化較難，因此市場(chǎng)化仍然很難落地?！彪m然新型材料的應(yīng)用距離普及與市場(chǎng)還有距離，但隨著科技的進(jìn)步，新興材料一定會(huì)在將來的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域起主導(dǎo)作用，成為拓展汽車產(chǎn)業(yè)顛覆性創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和巨大發(fā)展的推動(dòng)力。

4結(jié)語(yǔ)

正如陳光祖先生說的那樣，“沒有新材料，新型汽車只是空談”，自動(dòng)駕駛技術(shù)也依賴于材料的革新。材料與技術(shù)相輔相成，互相促進(jìn)，共同發(fā)展。

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作者:劉勃嶸 單位:河北省唐山市第二中學(xué)