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。     

碳纤维复合材料车轮试制方法

本次研制的碳纤维复合材料车轮为分体式结构,主要包括碳纤维壳体、铝合金芯轴,另外还有与之匹配的隔热垫。壳体采用近百层预浸料逐层计算、层层铺覆,经模压高温固化成型。本次使用的碳纤维复合材料的基体耐热性不高,抗压能力不足够高以及碳纤维复材本身的各向异性明显等特性给新产品试制带来了巨大挑战。通过科学的结构设计、选材以及科学的铺层设计和计算,为了适应车轮复杂的受力环境,合理设计铺层数量和合理的纤维的方向,使结果满足车轮的力学性能,经相关力学试验验证,满足了设计目标,通过必要的工装及其辅助装置,进行了某小型纯电动车碳纤维复合材料车轮的开发试制,通过本次试制,积累了在碳纤维复合材料方面的试制经验,为该类件的新产品开发提供参考和借鉴。     

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。     

碳纤维在汽车上的应用

碳纤维和碳纤维增强复合材料（CFRP）做为二十一世纪的新材料，因其高强度、高弹性模量和低比重性能，在汽车上迅速得到广泛的应用，无论是在车辆外观件、发动机舱内、车内门板或是饰板等，皆可以看到碳纤维的应用。     

基于汽车外饰零件碳纤维成型工艺研究

正碳纤维复合材料是指碳纤维和树脂经过复合工艺制成的一种多组分材料。早期的碳纤维复合材料主要用于军事领域。随着材料性能的提高、成型工艺的不断成熟及价格成本的下降,碳纤维复合材料被越来越多的应用到一般工业领域。碳纤维复合材料比钢铁轻50%,比铝材轻30%,减重效果明显[1],其中,伴随着全球节能减排和环保的大趋势推动,     

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。     

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。     

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。     

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。     

国产无机纤维复合材料的性能研究

测试了3种国产无机纤维（玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维）复合材料的拉伸性能和弯曲性能,并通过有限元模拟对这3种无机纤维复合材料产品的刚度状况进行了对比。结果显示,碳纤维复合材料的拉伸性能明显高于玻璃纤维复合材料和玄武岩纤维复合材料,具有优异的力学性能。碳纤维复合材料的比强度是钢材的7.65倍、铝合金的5.85倍,比模量是钢材的2.50倍、铝合金的2.60倍;与钢材相比,玻璃纤维复合材料和玄武岩复合材料都具有较好的比强度和比模量。试验表明,这3种无机纤维复合材料都是较为理想的轻量化材料。     

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。     

碳纤维复合材料疲劳寿命预测流程

通过对碳纤维增强复合材料(CFRP)的准静态力学性能及疲劳性能的研究,使用经典的CLD模型,提出了一套碳纤维增强复合材料疲劳寿命预测的流程方法。基于本流程方法可实现对碳纤维复合材料结构的疲劳寿命预测,进而为轻量化的汽车零部件结构设计提供设计参考。     

碳纤维复合材料在自行车上的应用——TRIACE(骓驰)中国区总经理严备战的演讲

<正>一、碳纤维复合材料的优异性能决定了其应用在自行车上的可行性、必要性与先进性碳纤维复合材料被誉为"黑色黄金",以其卓越性能、高技术含量、供不应求的发展态势,一举占据新材料领域的重要地位。碳纤维这一直径细如发丝的材料,     

碳纤维在汽车上的应用

碳纤维（CF）是纤维状的碳素材料，含碳量在90％以上，它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。具有十分优异的力学性能。特别是在2000℃以上高温惰性环境中，是唯一强度不下降的物质。碳纤维和碳纤维增强复合材料（CFRP）做为21世纪的新材料，其高强度、高弹性模量和低比重性能，     

碳纤维复合材料在重型汽车制动器上应用的可行性分析

为解决重型汽车盘式制动器金属制动副的热衰退问题,从应用优势和制约因素两个方面具体分析了碳纤维复合材料在重型汽车盘式制动器上应用的可行性。结果表明,虽然碳纤维复合材料制动副具有质轻、高温性能稳定和抗热冲击能力强等优点,但受价格昂贵、与现有制动系统难以匹配、缺少相关标准及试验验证等因素限制,碳纤维复合材料在重型汽车制动器上的应用暂不可行。     

我国首辆全碳纤维自卸车面世

2012年11月6日,包头市九原区政府在包头国际会展中心举行我国首辆8.6 m全碳纤维复合材料厢体自卸车新闻发布会.该全碳纤维复合材料自卸车的诞生,开创了全碳纤维复合材料在国内重卡货箱上应用的先河,使我国复合材料技术在汽车轻量化领域的应用实现了新的跨越.该车由包头德翼车辆有限责任公司(下简称:包头德翼)、北京蓝星(集团)股份有限公司和中材科技股份有限公司3方合作、共同研发.     

碳纤维增强塑料压气机叶轮的研制开发

用碳纤维增强塑料代替目前正在使用的铝合金来制造涡轮增压器的压气机叶轮，具有强度高、耐久性好和可靠性高的优点，并使叶轮质量降低了48％，降低了转子惯量．提高了转子加速性能，缩短了涡轮增压器的响应滞后。研究的内容包括超工程塑料聚合物复合材料的研制，碳纤维表面处理、造型工艺及无损检验等关键技术。     

汽车复合材料纵梁吸能特性研究

通过有限元软件Abaqus/Explicit建立了玻璃纤维复合材料帽形前纵梁正碰模型,并对所建模型进行了有效性验证。研究了前纵梁正碰吸能特性,对钢制材料、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料进行了对比,结果表明:碳纤维复合材料比吸能最高,质量比钢制材料减轻了20%。使用4种经典铺层对复合材料铺层方式进行研究,当碳纤维复合材料应用[45/-45/90/0]4s的铺层方式,玻璃纤维复合材料应用[0/90/45/-45]4s的铺层方式时,帽形前纵梁的正碰吸能特性较好,且适用于15°与30°斜碰工况。