碳纤维复合材料与铝合金连接方式选型研究

多材料混合车身设计是汽车轻量化的重要手段,其中铝和碳纤维的连接是轻量化车身结构设计和工艺装配面临的挑战。研究了SPR、FDR、抽芯铆钉3种连接方式及结构胶应用于碳纤维复合材料和铝合金异种材料的连接,测定了连接结构的剪切和十字拉伸性能,分析了连接方式和结构胶对力学性能和失效模式的影响,旨在指导碳纤维复合材料连接设计与选择。     

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。     

汽车车身轻量化用锁铆连接工艺及设备

汽车车身轻量化的主要措施之一是采用轻质材料,包括铝、镁合金等有色金属,玻璃纤维或碳纤维复合材料、塑料等非金属材料,高强度钢板等。而将如此多种的材料以较低的综合成本很好地连接在一起是现在所面临的迫切课题,而EPRESS锁铆连接工艺和设备,不但能够很好地解决汽车轻量化过程中的连接工艺问题,而且能够降低综合生产成本并提高铆接质量。与特种焊接、传统铆接和胶接相比,锁铆连接具有明显技术应用优势。     

FDS连接工艺在车身轻量化中的应用研究

正混合车身骨架结构可以大幅度实现车身轻量化,车身新材料的应用使传统的连接方式面临挑战,FDS工艺可实现单面连接,也可以连接异种材料,通过对FDS先进连接技术的应用研究,为我国汽车制造中混合车身连接设计及其国产化提供了有效可行的方案。目前,越来越多的汽车公司开始应用钢铝混合车身骨架结构,使用铝型材、铝冲压件、铝铸件,以及碳纤维等工程塑料和复合材料类部件,结合各种超高强度钢板,替代传统钢板构件或组件,实现车身框架结构的轻量化和高强度。     

全铝及钢-铝混合车身轻量化连接技术

铝合金应用比例的提升使得传统钢制车身逐步向全铝及钢-铝混合车身转变。相应地,其材料匹配方式也由单一的钢-钢向钢-钢、铝-铝、钢-铝等多组合方式转变,涉及同种及异种材料的连接。铝合金自身的物理化学属性导致其焊接性非常差。传统电阻焊以及弧焊工艺已经无法满足铝合金的连接及应用需求,因而急需开发和掌握新的铝合金连接工艺。详述了国内、外四款主流车型全铝及钢-铝混合车身的轻量化材料及连接技术应用情况,将当前铝合金主流连接工艺归纳为焊接、机械连接及粘接三大类,并依次阐述了其工艺原理、技术优势及在汽车上的主要应用情况,旨在为轻量化车身的设计与制造提供借鉴和依据。     

汽车生产中的焊接技术

焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。随着技术的进步，焊接新工艺、新材料、新方法不断运用在汽车制造中，镀层钢板、轻金属材料的焊接问题，高分子材料、复合材料、异种材料、特种材料对汽车焊接提出了新的挑战。而汽车焊接过程中的机器人与自动化技术使汽车焊接面貌大为改观。     

钢/铝异种金属连接技术研究

文章主要介绍了钢/铝异种金属连接的焊接、机械连接、粘接及粘铆复合连接方式,总结了各种连接方式的特点、研究现状与局限性,并对钢/铝连接技术的发展和研究方向进行展望。     

FRP 在人行天桥上的应用研究

纤维增强复合材料（FRP）是一种新型结构材料,具有高强、轻质、耐腐蚀等优点。根据成型工艺的不同,该材料运用于桥梁结构可分为拉挤型 FRP 桥梁、灌注型 FRP 桥梁。对拉挤型、灌注型 FRP 成型工艺,国内、外拉挤型 FRP 桥梁、灌注型FRP 桥梁工程实例,树脂注入式螺栓连接技术和3D 编织玻纤织物在 FRP 桥梁应用上的新探索进行介绍,同时提出 FRP 桥梁应用在结构连接安全性及耐久性、桥梁刚度和成本等方面要解决的问题。     

复合材料与汽车（五）

汽车复合材料的连接和固定随着汽车复合材料的应用日益广泛,汽车复合材料部件之间的组合装配以及复合材料部件与邻近金属零部件的连接固定的问题日益突出,汽车行业传统金属零部件之间的连接方式已不能适应客观需求了,在此情况下,我们有必要对汽车复合材料的连接与固定的连接方式进行新的学习和认识,并进行合理的选择。根据国外成熟的经验,汽车复合材料连接固定的方式主要有三种方式：     

超轻钢汽车材料高效复合连接技术研究进展

分析了超轻钢汽车材料的可焊性及电阻点焊存在的问题,提出采用"点焊 粘接"这一复合连接技术以提高高强度钢连接接头和车身结构的疲劳强度、扭转刚度和抗冲撞力.介绍了"点焊 粘接"复合连接用结构胶粘剂、工艺参数、接头性能评估及接头性能数值模拟等方面的研究现状,并对该复合连接技术在国内外汽车工业的应用情况和发展前景进行了论述.     

复合材料在现代汽车发动机中的应用

介绍了工程塑料、陶瓷基复合材料以及金属基复合材料在汽车发动机及周边主要零部件的应用情况及其局限性,阐述了这些材料目前面临的问题及其发展前景。指出虽然一些复合材料具有高温强度好、耐磨性及耐腐蚀性好等优点,在发动机部分零件的制造上有着一定的优势;但由于大多数复合材料易燃,且会对环境产生一些不利的影响,所以其无害化回收处理问题尚待解决。     

FRP工程结构多尺度不确定性分析研究进展

纤维复合材料(FRP)结构在桥梁工程中的应用日益增多，但其采用复杂的制造工艺导致FRP材料属性及其构成结构性能存在较大的离散性，同时不确定性参数的多层级、非均质和种类多等特点使得其结构可靠性较难准确量化。为推动FRP结构不确定性分析方法和应用研究的进一步发展，从FRP结构不确定性来源、材料力学性能概率预测方法、结构可靠性分析方法3个方面梳理国内外FRP结构不确定性分析方法的研究进展，并探讨其不足和发展趋势。不确定性来源方面，从复合材料制造缺陷分类出发，详细阐述典型制造缺陷的成因、对FRP力学性能的影响及其引起的不确定性。材料力学性能概率预测方法方面，综述了基于均匀化理论的摄动随机有限元法和谱随机有限元法等概率均匀化方法的适用范围，并介绍了上述方法在细观尺度不确定性对宏观力学属性的影响程度和敏感性分析中的应用。结构可靠性分析方面，分别综述了用于FRP结构静力分析、动力分析和屈曲稳定分析的多尺度不确定性分析方法以及可靠性分析方法的研究。研究结果表明：FRP结构显著的几何多层级和复杂的制造工艺不可避免地产生各种缺陷而造成力学性能下降和离散性，采用试验、细观力学模型和均匀化方法并结合随机有限元...     

质子交换膜燃料电池双极板材料及制备综述

质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展显示出了它成为清洁、高效和可靠电源的潜力。双极板(BP)作为PEMFC的关键部件之一,具有提供电气连接、输送反应气体、消散反应热、去除副产物的作用,但也是制约PEMFC成本的主要因素之一。根据双极板材料的不同可以分为金属双极板、石墨双极板和复合材料双极板,本文综述了双极板材料(金属、无孔石墨和复合材料)及其制备工艺。其中,金属双极板因其优异的机械和物理性能,与无孔石墨及复合材料相比具有较强的成本优势,在乘用车应用中备受关注,但其制造工艺和耐腐蚀性是金属双极板的主要关注点。未来,开发出优良的耐蚀性和导电性涂层或新型的双极板金属材料将极大地促进PEMFC在乘用车领域的应用。     

车用复合材料新技术及在汽车上的应用

随着科学技术的发展,具有轻质、高强度、耐腐蚀、易合成型等优点的非金属材料越来越多的取代传统的金属材料,在汽车上得到了应用。为了使有关人员了解车用复合材料新技术,文章阐述了车用复合材料的特点、功用和性能,介绍了几种研发中的车用复合材料（如碳纤维强化塑料、玻璃纤维增强塑料、纤维增强金属和金属一塑料层叠材料）及复合材料在车身和悬架等系统上的应用实例;同时指出了车用复合材料未来的发展趋势。     

汽车用材料的现状与展望

文章介绍了钢铁材料、轻金属材料、陶瓷、工程塑料及复合材料在汽车工业中的应用现状和发展趋势。     

FRP在桥梁结构中的应用与发展

简要阐述了FRP复合材料应用于桥梁结构中的重要意义及现状,总结了国内外关于FRP的制作工艺、锚具、预应力技术、混杂技术、组合桥面板的最新研究成果和工程应用情况,重点探讨了FRP组合桥面板的结构形式及连接技术,对组合FRP复合材料在桥梁结构中的应用前景做了展望。     

汽车轻量化材料的应用

介绍了国外应用汽车轻量化材料的现状,包括高/超高强度钢板、轻金属材料、复合材料以及其他轻量化材料的应用状况。值得国内汽车业学习和借鉴。     

碳纤维复合材料在钢筋混凝土公路桥翻修中的应用

介绍了一座三跨钢筋混凝土公路高架桥翻修过程中新材料和新技术的应用。在分析桥梁结构、加固和拓宽桥面的过程中,充分考虑了能够满足新的设计要求的新型复合材料的使用。文章描述了为达到设计强度、黏结力和锚固力而采用的加固方法和碳纤维增强聚合物的应用技术。     

Approach to assess a fast welding simulation in an industrial environment — Application for an automotive welded part

Fusion welding processes are widely used for joining metal structures, such as pipes, ships, and cars. In general, these joining processes offer a very good compromise between reliability, safety, cost and maintenance which are important issues in the current economical context. The negative heat effects of welding, i.e. distortions and residual stresses of the welded parts, are well known and many researches in this field have already been done in the last decades in order to minimize them. On the experimental side, many sophisticated procedures have become state of the art to deal with this problem. On the computational side, the improvement of the simulation algorithms and the computing power enables the simulations of many physical phenomena occurring during the welding process. The implementation of welding simulation techniques is nevertheless not an easy task and often associated with expert knowledge which hinders their global application in an industrial environment. This paper is focused on the industrial requirements of a welding simulation software with special respect to the needs of the automotive industry. The necessary information to run a welding simulation and the expectations of a weld specialist without deep knowledge in numerical methods are investigated. These expectations are tested on an automotive welded assembly with a commercially available welding simulation software designed especially for the needs of the automotive industry. A welding experiment is done and the measured temperature distributions and distortions serve as reference to validate the simulation results. The result quality of the simulations of temperature fields and distortions is in best agreement with experimental data. The workflow is well adapted for the considered industrial requirements and the time-tosolution as well as the computational costs are acceptable, whereas the efficient calibration of the heat input model is still a point which will be further investigated in current and future research works.     

汽车内饰件用复合片材的研制

研究将竹纤维/聚丙烯纤维复合材料作为汽车内饰件用材料,并探讨了复合板的热压压力、物料配比、热压时间等条件对产品性能的影响,得出了最优化的工艺参数。试验表明,该复合片材比模量高,比强度大,并且加工方便,是用于汽车内饰件的一种新型材料。