隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，以及對汽車輕量化標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，尤其是電動汽車行業(yè)對減重的需求，將碳纖維板材復(fù)合材料替換原本的金屬材料是汽車行業(yè)必須面臨的考研。

1.輕量化


碳纖維復(fù)合材料作為生產(chǎn)汽車零部件的原料歷史很早，但是由于這種材料的生產(chǎn)成本和制品的加工成本過于高昂，所以普及率很低，只在高端汽車的外覆件上能夠得見。想要讓汽車輕量化升級，首先讓人們聯(lián)想到的便是將減重做到極致的方程式賽車，方程式賽車使用碳纖維復(fù)合材料的歷史已經(jīng)達數(shù)十年，大部分賽車的身使用的是蜂巢結(jié)構(gòu)的鋁合金、碳纖維與凱夫拉制成，這樣即保障了汽車對動能吸收的安全需求，又將汽車減重的目標(biāo)做到了最好。

2.節(jié)能減排

碳纖維復(fù)合材料內(nèi)部加強筋的設(shè)計，碳纖維復(fù)合材料引擎蓋的側(cè)向剛度大于原鋼制引擎蓋，扭轉(zhuǎn)剛度只下降13.28%.滿足設(shè)計要求。在無法改變引擎蓋外形的前提下.以尺寸優(yōu)化技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合碳纖維板材引擎蓋的設(shè)計要求，通過對碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計和引擎蓋的加強筋結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及剛度性能仿真分析，可以驗證碳纖維復(fù)合材料引擎蓋在實際推廣中的可行性。


碳纖維定制加工復(fù)合材料的鋪層設(shè)計一般使用均衡對稱鋪設(shè)的原理，能夠有效的避免殼體結(jié)構(gòu)的翹曲變形。而碳纖維布的鋪層設(shè)計，可以最大限度利用碳纖維方向高強度和剛度的特性。汽車引擎蓋作為車身外極蓋件，為了保護發(fā)動機艙內(nèi)的零件，需要一定的抗沖擊性。
而在表面鋪設(shè)±45°可以明顯改善復(fù)合材料的抗沖擊性，有利于載荷擴散。因此，最終將碳纖維定制加工復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)定義為的結(jié)構(gòu)以滿足引擎蓋的使用要求。引擎蓋的外形受到整車造型的影響，在無法改變引擎蓋外形的前提下，選擇尺寸優(yōu)化方法，以碳纖維復(fù)合材料的厚度為變量，在滿足剛度要求的前提下，得到符合設(shè)計要求的引擎蓋結(jié)構(gòu)。

汽車是城市空氣污染的重要污染源之一，隨著人們對空氣質(zhì)量的關(guān)注以及能源的不斷枯竭，節(jié)能減排成為汽車工業(yè)的重點課題。 汽車上鋼鐵材料占車重的3/4，如果能夠用碳纖維復(fù)合材料全面替代鋼鐵，將會對汽車的燃油經(jīng)濟性和二氧化碳的排放量都有著較大的影響。


3.廣泛的應(yīng)用


汽車輕量化是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要方法。想要實現(xiàn)汽車減重要么優(yōu)化汽車組成結(jié)構(gòu)，要么采用輕量化碳纖維定制加工復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料是目前復(fù)合材料中比模度和比剛度最高的材料。同時它還具有耐高溫、耐候性好、可設(shè)計性強等特點，是實現(xiàn)汽車引擎蓋輕量化的理想材料。纖維技術(shù)將不再僅是一個小范圍應(yīng)用的材料，而可望在大部分的車輛上都可以看到復(fù)合材料的蹤跡.

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