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碳纖維復合材料在汽車車身上的應用及主要制造工藝
2011-1-13 來源:復材在線
關鍵詞:碳纖維復合材料 汽車車身 制造工藝

    一、未來汽車工業為什么用復合材料
   
    復合材料可以減輕車身重量,降低油耗,減少尾氣排放,提高裝載量;其抗沖擊性強,能量吸收能力強,可以非常好地改善汽車的安全性能,F1上大量使用碳纖維,就是一個最好的證明;復合材料的可設計性靈活,可視的碳纖維外觀使汽車造型更加美觀時尚;其抗疲勞、耐腐蝕性能好,可以延長車身壽命,這一特點在航空航天領域得到普遍認可。

    二、 復合材料在汽車上的應用
   
    復合材料在汽車上主要可應用于發動機罩、翼子板、車頂、行李箱、門板、底盤等結構件中。碳纖維最初主要應于賽車當中,隨著車用復合材料技術地不斷成熟發展,現在也被廣泛地應用于超級跑車和高價值民用轎車上。在商用車應用上,也逐漸從重型卡車中,廣泛地延伸到大巴車和輕型小卡。

    1、主承載車身結構件
   
    為了確保足夠的安全性能,在主承載車身結構件上汽車廠商通常要選擇強度,剛性及耐沖擊性能均很高的材料用于制作主承力結構件,這時環氧樹脂碳纖維增強復合材料就成為理想的材料選擇。
    環氧樹脂碳纖維增強復合材料具有可設計性,質輕高強,與同體積的鋁合金構件相比減重可達50%,耐沖擊,耐腐蝕,抗疲勞,
材料壽命長,此類材料制作的主承載車身結構件,不僅大大提高了汽車的安全性,而且降低了車重,減少了燃油消耗,提高了經濟性,另外還改善了美觀性。

    2、次承力結構件
    次承力結構件主要包括:車門,發罩,行李艙門,前后杠,翼子板,擾流板等部件,其結構大都為層合實體結構和復合材料三明治夾心結構。

    三明治結構特點:
    蒙皮選用高強度高模量材料制作,承受較大的彎曲負荷;芯材選用一定剛度和強度的低密度材料,其抗剪切性能突出,可承受較大的沖擊載荷;膠結層將蒙皮和芯材連接在一起,承受剪切應力;由于選用低密度芯材,重量會進一步降低。

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