99%的人都不知道 “刚”和“强”是两码事

　　“新款XXX（某车型）大量采用高强度钢，抗扭刚性提高了xx%，保证了出色的碰撞安全性。”

　　这样的描述不知出现在多少车评文稿中，成了稀松平常、司空见惯、标准话术式的谬误。当专业车评人都没几个分得清“强”和“刚”——甚至可能压根不知道这俩词儿居然还要区分，那么大概很少有消费者知道：“强度”和“刚度”，是完全独立分开的两码事。

　　其实真没多复杂。要弄清这两者的差别，以及它们各自决定了啥，并不需要你的高中物理必须及格。

　　车身，或者说白车身（BIW，body in white），堪称一辆车身上最没存在感、最被忽视、但也最被低估的子系统，在今天这个“智能”风甚嚣尘上的时代尤甚。或许大部分人从未意识到：汽车的“铁壳子”，居然也是一个技术密集型的玩意儿。

　　要知道特斯拉那个拉风的一体式铸铝后车身，可不仅是“提效降本”那么简单。

　　评价一具车身结构的度量衡有很多，最常见的是强度和刚度。首先你已经知道了，强度不等于刚度，两位各过各的。其中真正与“碰撞安全”有关系的，是强度而非刚度。一切混用“刚”与“强”，或是用刚度去论证安全性能的，无一例外，可以直接宣判对车身的了解程度为零。

　　所谓“刚度”，指的是车身结构抵御弹性形变的能力；而“强度”，则是对变形断裂损毁的抵御能力。大白话讲，当车身受到外力作用时，如果外力消失后车身能自行复原，这时考验的是“刚度”；如果外力消失后车身已经歪瓜裂枣，那么考验的就是“强度”了。

　　刚度和强度之间，几乎没有必然或直接的关联。日常生活中，就有强度高而刚度低的例子，比如橡皮擦，你毫不费力就能让它扭曲，但想掰断它却很困难；当然也有刚度高而强度低的例子，比如玻璃，你想让它发生形变要使出吃奶力，但轻轻摔到地上就足以令它粉身碎骨。

　　刚度是容易被量化的，你肯定听过“某某车型抗扭刚度xxxx N·m/deg（牛·米/度）”这样的话术。如何理解刚度？汽车并非一块铁坨坨，车身是一个巨大的空心框架，即便是正常行驶过程中，也会因为受到外力作用，而发生一些肉眼不易察觉、外力消失可自动复原的形变。抵御这种形变的能力，即车身的刚度。

　　像抗扭刚度的单位，比如1000牛·米/度，意味着在标准约束点每施以1000牛·米的扭曲力矩，才会让整个车身发生1度的扭转。车身测试中常用的方法有抗弯刚度和抗扭刚度，其中又数后者最具代表意义。

　　车身刚度的高低，会直接影响到车身共振频率，影响车辆NVH表现，甚至在一些极端情况下，还可能影响车辆的极限操控性能和越野通过性能。

　　另一边，真正影响碰撞安全的，是车身结构的强度——请把重音落在“结构”二字。

　　结构强度是不容易被量化的，能被量化的是材料强度（多少多少兆帕）。结构的强度，要和“材料的强度”分开看。车企都很喜欢强调自己使用的钢材，是“高强度钢”、还是“超高强度钢”、强度达到了多少多少兆帕（MPa）等等。这些都是在描述材料强度，但你最好心里明白：材料强度≠结构强度。

　　道理也很简单，人体头发的抗拉强度能达到260MPa，已经达到了车用高强钢的屈服强度，但你不会真觉得自己头发比车用钢坚固。材料强度仅仅是一个基础变量，除此之外，部件的结构设计、物理尺寸、（上升到整车层面后）部件与部件的连接，共同决定着部件/整车的结构强度。

　　好比用砖砌墙，用上了最好的砖，不代表最后砌出最结实的墙；把墙码得更厚、用粘性更强的水泥、上钢筋加固，都可以让更差的砖砌出更好的墙。而真正决定房屋质量和人命安全的，是墙整体的强度，而不是单块砖的强度。

　　刚度和强度不仅不能划等号，在某些时候，二者间还需要权衡。

　　比如我们耳朵听出茧子的“超高强度钢”，对于车身强度基本百利无一害，但对于刚度却未必。因为碰撞法规既定，车企对于整车碰撞时的车身强度是有一定标准的。那么如果使用更高强度的钢材，比如从高强度到超高强度，在整车强度标准不变的情况下，在减重的大趋势下，几乎必定会使用厚度更薄的超高强度钢。

　　但决定刚度的变量只有两个：材料的弹性模量、厚度与横截面积。其中，弹性模量几乎只取决于材料的材质。强度高低的不同钢材，弹性模量的差别却很小，只要同为钢材，刚度就只与厚度/截面积有关。这样一来，就可能出现超高强度钢材用得更多，车身刚度反而下降的现象，进而引发为了安全和减重，而影响到整车NVH表现的尴尬。

　　所以千万不要听到大比例的高强度、超高强度钢，就觉得“高高宜善”、尽是好处没坏处，车身材质的复合化才是大势所趋。高端车、高性能车大量使用铝材和碳纤维，奥妙也在于此。铝材的弹性模量只有钢的1/3，然而因为铝比钢轻得多，并且铸铝可以自由设置加强结构，于是当使用了铝材，可以灵活地在关键部位增加厚度，最终在减重的同时还能够保证/提高刚度。

　　这么说来，解决问题的办法倒也简单。要么动用钞能力，在不同的位置用适当的（昂贵）材料，超高强度钢、铝尤其是铸铝、碳纤维都往上招呼，同时还要为不同材料之间的连接（钢铝不能焊接），做工艺与流程上的（昂贵）准备，最后产线一响、黄金万两。

　　要么把车做小把空间做小，更小的车身意味着重量更低、减重压力更小，更小的空间需求允许使用更厚的材料来增加截面积提高刚度，以空间为代价在有限成本下换取性能。

　　只不过，在同等价位下把车做小、把空间做小，本质上也可以看作是另一种表现形式的，钞能力。

转载文章，不代表本站观点。