Металл автомобиля, спасающий жизни

Вы когда-нибудь задумывались, почему при попадании в ДТП внешние металлические элементы автомобиля так легко сминаются и доставляют владельцам много огорчений, и им приходится отдавать много денег на ремонт или вовсе сдавать в машину металлолом?

Это сделано неспроста. В рассказе про Титаник я упоминал об ударной вязкости материала, которая показывает, какая энергия требуется, чтобы его деформировать и разрушить. Пластическая деформация поглощает больше всего энергии при воздействии на металл, поэтому чем он более податлив к сминанию, тем больше энергии поглотит в первые доли секунд столкновения. А это очень важно для безопасности сидящего внутри человека.

Когда легковой автомобиль едет на скорости 100 км/ч при средней массе в 2 тонны, он имеет кинетическую энергию более 760 тыс. джоулей. Врезавшись в неподвижное тело, он испытает нагрузку, равную той, которую испытает при падении с 13 этажа. Поэтому жизненно важно для находящихся внутри людей, чтобы максимальное количество энергии удара передалось внешним элементам кузова, а оставшуюся энергию выдержала несущая конструкция – клетка, в которой сидит человек.

Поэтому сам несущий кузов делают из ультрапрочной стали, которая выдерживает максимальные нагрузки, не давая схлопнуться клетке, а внешние элементы, в том числе и навесные, изготавливают из мягкой стали или алюминия. Мягкая сталь, деформируясь, гасит большую часть энергии при ударе, а оставшуюся энергию должен выдержать прочный кузов.

Если бы внешние элементы были сделаны из высокопрочной стали, то, к несчастью работников сервисов кузовного ремонта, деформировались бы меньше, особенно на малых скоростях. Однако, большая часть энергии упруго передавалась бы на несущий кузов и на человека, сидящего в нём, который при ударе испытывал бы сильный толчок. А при высокой скорости энергия автомобиля настолько велика, что без её гашения за счёт пластической деформации даже самый высокопрочный кузов может не выдержать нагрузку.

На рисунке — разноцветная картинка с указанием, из какой стали сделан каждый элемент кузова на примере Ауди и нового нашумевшего гибрида Xiaomi (просто картинка понравилась, 2200 МПа это очень высокая прочность).

Всем хороших праздников!