新型纤维增强复合材料在汽车上的应用

详细介绍了汽车用碳纤维、天然纤维和自增强纤维等新型纤维增强复合材料的种类、性能和特点,以及不同种类复合材料在汽车上的应用情况。通过对新型纤维增强复合材料的应用研究,掌握了开发轻量化汽车功能件的新方法,为实现汽车降重、减排、节能和环保等目标提供了新的途径。     

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。     

碳纤维增强复合材料在汽车研发模型中的应用

碳纤维增强复合材料具有良好的力学性能,在汽车新车型研发中被广泛应用。文章介绍了碳纤维增强复合材料在汽车研发不同阶段的各类模型,如造型展示模型、人机工程验证模型、风洞模型、除雾除霜实车模型中的应用,为后续该材料的进一步应用提供参考。     

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。     

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。     

连续碳纤维增强复合材料汽车顶盖铺层优化

本文中基于抗雪压性能需求,对连续碳纤维增强复合材料汽车顶盖结构开展了多层次铺层优化设计。首先,进行了连续碳纤维增强复合材料力学性能试验和参数反求,并将分析所得应力应变曲线与试验结果对比,结果误差均在允许范围之内,验证了所选取的材料本构模型参数的正确性。然后,以顶盖质量最小化为目标,开展了汽车顶盖自由尺寸优化、尺寸优化和层组优化,在优化过程中同时兼顾了工艺约束和顶盖刚度两个方面的要求。优化后,连续碳纤维增强复合材料汽车顶盖的质量比原始钢制件减轻了59.3%,顶盖在加载过程中未出现明显的屈曲现象,满足设计要求。     

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。     

纤维增强聚氨酯水泥复合材料抗弯性能试验研究

为改善聚氨酯水泥复合材料的受力性能,采用掺加碳纤维、PVA纤维与钢纤维的方法来增强复合材料的抗弯性能,通过三点试验测试了不同纤维掺比试件的抗弯强度,并采集了加载中试件梁底的应变变化.由此对比总结了不同纤维掺量下复合材料的抗弯强度变化规律;分析了不同纤维掺量下试块受力变形机理.结果表明:3种纤维均能够显著提升聚氨酯水泥复...     

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。     

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。