碳纤维复合材料在汽车上的应用概述

碳纤维复合材料具有密度小、模量高、比强度高等优点,是优异的轻量化材料之一。为探寻碳纤维复合材料在汽车上的应用趋势,文章对近几年碳纤维复合材料在国内外汽车上的应用情况进行了详细分析,发现虽然碳纤维复合材料轻量化效果极佳,但存在成本较高、工艺复杂、效率低下等诸多问题,现阶段还主要应用于国内外的高端车型。由于碳纤维复合材料具有炫丽的外观,深受年轻人喜欢,以“运动套件”的形式开发碳纤维复合材料外饰件,是未来碳纤维复合材料在汽车上应用的主要增长点。     

碳纤维复合材料在汽车前地板下纵梁加强板应用初探

为了探究碳纤维复合材料在结构件上应用的可行性,选取前地板下纵梁加强板作为研究对象,分别选取了两套树脂体系(低温型碳纤维增强树脂基复合材料及高温型碳纤维增强树脂基复合材料)进行了对比试验。通过此项目掌握了车用碳纤维复合材料应用于前地板下纵梁加强板的主要性能评价方法。也对今后考虑碳纤维在线涂装随车身过烘干炉以及实现与金属车身的粘接提供了一些借鉴思路。     

碳纤维复合材料的应用

本文概述了碳纤维复合材料的发展和性能，简要介绍了碳纤维复合材料在土木工程、航空航天、石油工业等方面的应用情况。     

碳纤维复合材料发动机罩行人保护性能的试验验证

为研究碳纤维复合材料发动机罩行人保护性能,与同结构金属发动机罩进行了对比试验验证。试验结果表明,碳纤维复合材料发动机罩的头部合成加速度峰值比金属发动机罩平均低30%,在结构加强位置类似的情况下,其更有利于降低头部伤害值;碳纤维复合材料发动机罩对发动机舱内布置影响较小;碳纤维复合材料发动机罩在受到行人头部冲击后能够保证结构的完整性,有利于降低事故维修成本。     

汽车用碳纤维复合材料的结构设计与加工工艺

相比于传统铝合金、高强钢和玻纤复合材料等材料,碳纤维复合材料减重效果和强度优势更加明显。在国内市场,虽然已有部分展车实现碳纤维复合材料在汽车车身局部及一些零部件上的应用,但目前尚处于样车、样件及研制品的阶段。如何开发出适用于汽车量产工艺和制造节拍的加工及连接工艺,同时降低制造成本,仍然是国内碳纤维复合材料在量产汽车领域应用的重大难点。本文介绍了碳纤维的各向异性与复合材料设计方法、加工工艺及多材料连接工艺的方法。     

热塑性碳纤维/尼龙6复合材料界面优化及零件快速成型工艺研究

碳纤维复合材料具有质轻高强等优势,是绝佳的轻量化材料,但汽车常用的碳纤维复合材料以环氧树脂等热固性树脂为基体,大规模应用会面临不易回收的难题。热塑性碳纤维复合材料具有易回收的优势,但其如何提升碳纤维与热塑性树脂的界面结合力及零件成型效率是行业难题。本文以热塑性碳纤维/尼龙6复合材料为研究对象,针对商品化碳纤维/尼龙6界面相容性差的问题,创新设计一种新型的可溶性共聚酰胺上浆剂,将碳纤维/尼龙6的界面强度提升74.2%,显著提升了碳纤维/尼龙6的综合性能。同时,优化预浸料制备和连续模压成型的工艺参数,将碳纤维顶盖横梁的模压生产效率提升至3.4 min/件,满足汽车行业大批量产节拍要求。同时,碳纤维/尼龙6顶盖横梁具有极高的弯曲强度和模量,与钢制件相比轻量率达68.8%。综上,本文为热塑性碳纤维复合材料（易回收）在汽车上的批量化应用提供了创新解决方案。     

碳纤维增强复合材料在汽车上的应用

介绍了碳纤维增强复合材料的性能、成型工艺及在国外汽车行业的应用情况,分析了国内汽车应用碳纤维增强复合材料的状况和有待解决的问题。指出用碳纤维增强复合材料制造车身、底盘传动系统等的结构件、覆盖件,可有效减轻汽车自身质量、降低油耗、减少排放,是一种非常有发展前景的复合材料。     

扭转梁悬架碳纤维复合材料横梁结构优化

鉴于碳纤维增强复合材料(CFRP)轻质高强的特点,本文中将某乘用车扭转梁悬架原钢质横梁用碳纤维复合材料替代,并进行结构优化设计。首先,通过碳纤维增强复合材料层合板力学性能试验获得材料力学参数,建立悬架扭转梁有限元模型,并对扭转梁中的碳纤维复合材料横梁截面进行改进设计。在此基础上,综合考虑横梁质量、刚度和工艺约束,对CFRP横梁进行铺层厚度、角度和铺层顺序的多层次优化。优化后,在满足各项性能指标的情况下,碳纤维增强复合材料横梁比原钢质横梁轻量79.34%,取得显著的轻量化效果。     

CFRP圆柱螺旋弹簧静刚度预测理论及仿真

针对实心结构形式的碳纤维复合材料圆柱螺旋弹簧进行了建模分析,明确了相关的设计参数,提出了一种碳纤维复合材料圆柱螺旋弹簧的静刚度预测理论,进行了算例分析,并将理论预测结果与仿真结果进行了比较.结果表明,理论预测值与仿真值相比误差较小,该预测理论可用于碳纤维复合材料圆柱螺旋弹簧的静刚度设计.     

CFRP圆柱螺旋弹簧强度预测理论及仿真

针对实心结构形式的碳纤维复合材料(CFRP)圆柱螺旋弹簧进行了建模分析,明确了相关的设计参数,提出了碳纤维复合材料圆柱螺旋弹簧的强度预测理论,并进行了算例分析.将理论预测结果与仿真结果进行了比较,结果表明,理论预测值与仿真值的误差较小,该预测理论可用于碳纤维复合材料圆柱螺旋弹簧的强度设计中.     

汽车用碳纤维复合材料的发展历程及应用

碳纤维复合材料具有比强度和比模量高、质量轻、抗疲劳性能好及减振性能优良等诸多优点，已被广泛应用于汽车工业。文章介绍了碳纤维复合材料的性能特点，以及在汽车工业中的应用优点，同时介绍了它的发展历程和应用实例。     

碳纤维布在旧桥加固工程中的应用

简要地介绍了人类开发利用建筑材料的历史、碳纤维材料的特点及用途、采用碳纤维布加固试验梁的试验结果及其在桥梁加固工程中的应用。结合两座桥梁工程中的应用实例,验证了碳纤维布的加固效果,总结了应用碳纤维布时的注意事项,可供相关专业人员参考。     

汽车用碳纤维复合摩阻材料的摩擦磨损特性研究

在采用正交设计优化碳纤维复合摩阻材料的基础上，针对汽车制动器衬片的实际工况，研究了碳纤维复合摩阻材料的摩擦磨损特性及磨损机制分析了碳纤维含量、强度及表面状态等对磨损机制的影响。研究结果表明，碳纤维复合摩阻材料的磨损性能、工作寿命及抗热衰退性能均明显高于传统的石棉摩阻材料。     

碳纤维智能层及其场域诊断

针对重大混凝土结构损伤信息捕捉的完备性,研制碳纤维智能层并提出场域诊断方法。基于碳纤维智能层的功能特性与可覆盖性,将被测结构的力场转换为易于检测的电场,在贴有碳纤维智能层的被测结构中建立一个应变或损伤的敏感场;通过研究碳纤维智能层力、电、热等多场耦合机理,提出服役结构的静态损伤场域诊断方法。最后,展望了水泥基碳纤维智能材料的工程应用及其发展前景。     

桥梁加固设计中碳纤维片材及其粘接材料的使用

叙述了桥梁加固设计中选择使用碳纤维片材及其粘接材料时应注意的几个问题，并且阐述了这些问题对碳纤维设计强度取值的影响，最后提出了采用分项系数法来定义这些影响。     

Processing and fiber content effects on the machinability of compression moulded random direction short GFRP composites

The random direction short Glass Fiber Reinforced Plastics (GFRP) have been prepared by two compression moulding processes, namely the Preform and Sheet Moulding Compound (SMC) processes. Cutting force analysis and surface characterization are conducted on the random direction short GFRPs with varying fiber contents (25∼40%). Edge trimming experiments are preformed using carbide inserts with varing the depth of cut and cutting speed. Machining characteristics of the Preform and SMC processed random direction short GFRPs are evaluated in terms of cutting forces, surface quality, and tool wear. It is found that composite primary processing and fiber contents are major contributing factors influencing the cutting force magnitudes and surface textures. The SMC composites show better surface finish over the Preform composites due to less delamination and fiber pullouts. Moreover, matrix damage and fiber protrusions at the machined edge are reduced by increasing fiber content in the random direction short GFRP composites.     

复合材料在汽车上的应用及发展趋势

综述了金属复合材料、陶瓷复合材料及连续纤维的SMC在汽车上的应用状况,并与传统的汽车材料在性能、特点等方面进行了比较,论述了复合材料在汽车上得到广泛应用的原因。对车用复合材料的发展趋势进行分析。     

碳纤维布用于加固钢筋混凝土构件的行为透视

利用碳纤维布加固钢筋混凝土构件以提高承载能力及延长寿命是目前比较流行的方法。本文采用分离式有限元模型分析了碳纤维布加固钢筋混凝土构件裂缝及界面处的应力状态，并对其承载能力的提高性能进行了机理分析和推算。分析结果表明，碳纤维布使得构件在裂缝处的应力分布更加趋于平缓、应力减小，且承载能力及刚度随着配筋率的不同均有不同程度的提高。     

预应力碳纤维薄板增强钢筋混凝土梁疲劳破坏模式及疲劳寿命研究

将预应力碳纤维片材粘贴到需要补强的钢筋混凝土梁上,可有效改善结构力学性能,提高加固效率.以预应力碳纤维薄板增强钢筋混凝土粱为研究对象,时其进行抗弯疲劳试验,发现预应力碳纤维薄板增强钢筋混凝土梁的破坏模式主要有受压区混凝土疲劳压碎、钢筋疲劳断裂以及界面疲劳剥离.针对不同的疲劳破坏模式,推导预应力碳纤维薄板增强钢筋混凝土梁...     

PAN基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能

为制备能够融冰化雪的导电沥青混凝土,对聚丙烯腈（PAN）基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能进行了研究。通过沥青混合料马歇尔试件的电阻率测试试验,确定了碳纤维的短切长度。通过沥青混合料拌和试验和马歇尔击实试验,提出了导电沥青混合料的拌和工艺。采用马歇尔试验配合比设计方法,根据导电沥青混合料的结构特征调整了技术标准,确定了导电沥青混合料的最佳油石比。通过电阻率试验、车辙试验、小梁低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析了导电沥青混合料的导电性能和路用性能随碳纤维掺量的变化规律。结果表明：当PAN基碳纤维掺量（质量分数）取0.1%时,导电沥青混凝土既可以获得优良的导电性能,也可以获得优良的路用性能。