防撞梁材质大揭秘：钢质和铝质哪个更好？

前段时间写过一篇关于防撞梁的力学设计对安全性能的影响的文章，然后有车友留言问钢制防撞梁和铝制防撞梁哪个好。所以这其实就是防撞梁材质的讨论范围，就像铁轮和铝轮的争论一样。既然有疑惑，就让我来解答，我们慢慢分析。

首先我们要明白一个事实：我们日常生活中所说的强度，没有特定的前缀，就是“抗拉强度”，意思是“在棒状材料两端施加拉力，直至完全断裂时，需要施加的最大力”，又称为“断裂强度”。

我们在很多杂志和媒体上看到一种非常流行的说法，即“某种合金的强度比钢高很多”。因此人们认为钢铁是一种古老而落后的材料。但有些人仍然坚持认为钢铁的综合性能是最好的，因此就存在着两派之间的争论。

“单位质量强度”与“单位体积强度”

其实在我看来，这场争论的核心在于人们没有很好地理解“单位质量强度”和“单位体积强度”的本质区别。首先我们要知道，“断裂强度”的测试值通常就是“单位质量强度”，它是什么意思呢？意思是“两件重量完全相同的东西，表现出不同的强度值”。

假设我们找来两根1米长的圆棒，规定其重量为1000克，一根是304不锈钢，一根是6061铝合金（之所以选用6061铝合金，是因为它是结构材料领域中最常见、最常用的高强度牌号）。

我们把它们拿到拉力机上测了一下强度，结果是304不锈钢圆棒在压力达到900公斤的时候就断了，而6061铝合金圆棒在承受1500公斤的拉力时就断了。所以，大家一眼就说铝合金强度比钢强！又轻又硬，真是好东西啊！

铝合金通常利用其密度低

但你有没有注意到呢？当不锈钢圆棒和铝合金圆棒的强度都是1米，重量完全相同的情况下，铝合金棒的直径（厚度）要比不锈钢圆棒粗很多！这是因为304不锈钢的密度（比重）是7.93，而6061铝合金的密度只有2.71。

那么如果我们要求这两根圆棒的体积一样呢？比如长度1米，直径1.15毫米（1平方毫米横截面积），然后拿去拉力机测试，情况就完全不一样了！304不锈钢在压力达到500MPA的时候就会断裂，而6061铝合金在压力达到200MPA的时候就会断裂！

此时测量的强度是“单位体积强度”。那么上述两个测试有什么区别呢？很容易理解：假设我们设计一个部件，比如防撞梁。长度是1.3米，需要的重量是20公斤。那么你会发现，用铝合金制作的防撞梁厚度比用钢材的要厚得多！！

不能一概而论，大狐友做了一个总结

因为厚度比钢材厚了2.9倍多（密度比7.93比2.71），如果钢材做的防撞梁厚度是2mm的话，那么铝合金防撞梁厚度就是6mm，在厚度相差这么大的情况下，铝合金防撞梁整体的刚度和抗变形能力确实差的太大了！

但如果我们要求两根防撞梁都是1.3米长，2毫米粗，那么在这种情况下，如果钢制防撞梁的重量是20公斤，铝合金防撞梁的重量就可以低于7公斤！当然，在这种情况下，铝合金防撞梁的力学优势就根本不存在了。

所以当我分解到这一步，相信大家应该都明白了。钢或铝合金究竟在力学上更有优势，关键还是看设计时，这个部件的重量控制要求更严格还是体积（厚度、厚度）更严格。它往往决定了最终部件组装的力学性能。而网上那些直接说“XX更强”而没有任何条件限制的说法，确实不够严谨！

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