碳纤维复合材料在汽车领域中的应用

为了减轻汽车的整体质量,在汽车制造中可采用碳纤维复合材料替代传统金属材料。该材料具有优异的性能,可有效提高汽车的减震能力以及其他性能指标,成为汽车轻量化的理想材料。本文阐述了碳纤维复合材料的基本性能与特征及其在汽车上的应用。     

碳纤维及其在汽车轻量化中的应用

介绍了碳纤维的结构与性能,以及聚丙烯腈基碳纤维的生产工艺流程,简述了国内外碳纤维生产企业概况,重点阐述了碳纤维在汽车轻量化中的应用。碳纤维及其复合材料具有量轻、刚性大、易加工成形、抗冲击能力强、耐久性好、舒适性好等优点,应用于汽车中,是降低油耗、减少排放、提高新能源汽车续航里程最有效的途径之一;碳纤维生产成本高,复合材料成形工艺周期长,组件尺寸大、质量不稳定、量产困难等是今后需要解决的问题。     

铝合金与CFRP贴合复合材料

东丽公司和东京工业大学精密工学研究所的佐藤千明助教授共同开发在铝合金上将碳纤维增强树脂（CFRP）进行贴合，产生具有轻质、高冲击吸收性的复合材料。这种复合材料是在铝合金的挤出片材的侧面上，将 CFRP 板用环氧树脂进行粘贴的结构。在与冲击性强的环氧树脂粘合剂开发的同时，通过设计，实现了可随着铝合金很大变形高伸度的 CFRP。低速度冲击试验结果确认，该复合材料吸收能量约 29.6J,而单一的铝合金的吸收能量仅为 11.95J，耐冲击性能提高 2.5 倍。此外，该复合材料在质量上，通过抑制仅增加 5%。东丽公司今后准备将这类复合…     

电泳/高温涂装对车用复合材料性能影响研究

随着汽车产业的不断发展,人们对汽车的要求日趋严格:一方面传统的燃油汽车将面临着百公里燃油耗的严苛要求;另一方面兴起的新能源汽车也将承受电池续航里程的挑战,二者均与汽车轻量化息息相关。因此,汽车轻量化的需求十分迫切,已经成为未来汽车业界的重要发展趋势。材料的选择则是轻量化的关键,碳纤维具有优越的比强度、比刚度等性能,具有优异的轻量化性能。碳纤维复合材料应用于车身结构件上,其不仅能减轻车身重量,在行人保护与安全性方面也具有优势。因此,探讨电泳/高温涂装工艺对碳纤维复合材料的影响,在汽车结构件轻量化的发展历程中具有重要的意义。本文通过将复合材料试样进行电泳/高温涂装的实验,研究复合材料对电泳池槽液的影响与电泳/高温涂装对复合材料性能的影响,从而探讨碳纤维复合材料在汽车结构件轻量化领域的可应用性。     

日本碳纤维将陆续应用于汽车制造

日本新材料生产商帝人株式会社(Teijin)宣布已研发出碳纤维复合材料批量生产技术,将于2012年夏季开始进入汽车用碳素纤维复合材料试验生产阶段,在碳纤维应用于汽车产品的批量生产上迈出新台阶。碳纤维材料的质量约是一般钢板的1/4,而强度却能达到     

碳纤维树脂基复合板料的铺层方式对低速冲击性能的影响

为研究碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)板铺层方式对低速冲击性能的影响,设计了一系列CFRP板的冲击试验。对CFRP板的铺层方式、冲击能量的形式进行调节和改变,获取CFRP板在各种条件下的低速冲击行为;再通过冲击实验和超声波扫描的方法研究冲击过程中CFRP板的铺层方式和冲头质量对碳纤维树脂基复合材料板冲击性能的影响。结果表明,在15 J的低能量作用下冲击CFRP板时,冲头的质量越大,该板对能量的吸收率越大,损伤面积也越大;相同能量和相同冲头质量的冲击情况下,铺层方式为[0°/45°/90°/-45°]_2的抗冲击性能最好。CFRP板的冲击载荷、能量吸收和损伤形态与冲击能量的大小以及冲头动量密切相关。     

CFRP汽车储气罐低速冲击损伤特性分析

将CFRP汽车储气罐的低速冲击过程作为研究对象,建立了CFRP汽车储气罐冲击损伤多尺度分析有限元模型。在宏观层面分析了储气罐工况、冲头质量、冲击速度及碳纤维增强树脂基复合材料中碳纤维的缠绕角度等因素,对储气罐冲击损伤特性的影响。在微观层面,研究了纤维增强相、树脂基体相及界面相等细观组分材料,对复合材料RVE模型的影响。结果表明,背离冲击一侧的复合材料损伤面积大于受冲击侧,损伤的形貌呈不规则分布。复合材料拉伸损伤起始单元的数量约为压缩损伤起始单元数的1/5。复合材料中,当碳纤维[90/90/90/90/90]环向缠绕时,储气罐抗冲击性能较好。复合材料中碳纤维含量约为55%时,CFRP汽车储气罐抗冲击性较优。界面厚度的增加,提高了复合材料的承载能力。     

基于FBG的复合材料成型与冲击监测研究

碳纤维复合材料(CFRP)作为一种先进复合材料得到了广泛应用,但由于层合板结构薄弱的层间性能,致使其在受到外界冲击时,内部极易发生分层损伤,造成力学性能的下降并带来安全隐患。本文考虑将光纤Bragg光栅传感器(FBG)埋入碳纤维复合材料层合板中,对复合材料的真空辅助成型工艺及单次冲击进行了监测研究。实验结果表明,FBG可以有效监测复合材料成型过程中的温度、应变变化,并反映其存在的残余应变;在低能量冲击条件下,可以监测到复合材料内部应变变化及内部损伤情况,为FBG监测CFRP层合板的低速冲击损伤提供了依据。     

民用飞机复合材料平尾前缘抗鸟撞结构设计研究

鸟撞问题是民用飞机尾翼前缘设计的主要考虑因素.复合材料因其能有效吸收冲击能量而被逐渐应用于前缘结构.本文从材料选取、结构形式权衡、吸能设计等方面来阐述复合材料平尾复合材料前缘抗鸟撞结构设计思路.     

碳纤维复合材料管件与金属配件销钉连接的研究

碳纤维复合材料因其轻质、高强等性能在汽车领域得到广泛应用。碳纤维复合材料吸能盒作为汽车的重要部件,在汽车装配中与金属配件的连接问题是研究能量吸收的重要方向。为研究能量吸收盒的装配可行性问题,本文采用机械连接中的销钉连接方式首先研究了开孔对管件的能量吸收影响,其次通过正轴向、偏轴向准静态压缩实验分析复合材料管件与金属配件悬垂式与非悬垂式连接的能量吸收性能差异并观察其破坏过程,结果表明,底部开孔对管件能量吸收无较大影响,本文设计的悬垂式销钉连接方式无法稳定有效吸能,不具有可行性,非悬垂式销钉连接方式具有可行性,可采用非悬垂式销钉连接进行进一步研究。     

轻量化高性能碳纤维复合材料车体研发关键技术

简述了轨道交通领域碳纤维复合材料应用现状,从结构材料设计、整体结构设计、车体成型技术、构件连接技术、结构声学设计、缺陷检测技术等多个方面探讨复合材料整车车体研发的技术难点。在碳纤维复合材料车体研发的过程中,只有充分理解和实现复合材料的材料、设计、制造一体化,全面综合地考虑各种关键技术,才能获得高性能的碳纤维复合材料车体,并有效降低复合材料车体的成本;只有建立完整的复合材料车体设计、制造、验证技术规范和质量评价体系,碳纤维复合材料才能在轨道交通行业中得到推广应用。     

三井商事通过收购德国公司股权扩大碳纤维复合材料业务

正据悉,日本三井商事已经同意在德国Forward工程公司(FE)进行股权投资。FE是德国一家领先的设计和工程公司,专注于利用碳纤维和其它复合材料制造汽车轻量化结构。三井商事表示,公司将利用其全球网络和商务活动促进FE的汽车轻量化设计和工程服务。公司还希望借助于FE在复合材料制造汽车部件方面的知识和经验来扩大其在汽车碳纤维市场的业务。碳纤维和其它轻质材料部件市场预计将快速增     

树脂基复合材料在汽车上的应用分析

轻量化、绿色环保和舒适安全性将成为我国汽车用材料未来发展方向,树脂基复合材料将是实现汽车轻量化、塑料化的材料之一.介绍了玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT)、长纤维增强热塑性复合材料(LET)、天然纤维增强热塑性复合材料(NMT)和碳纤维增强复合材料(CFRP)等的特点和应用实例分析.树脂基复合材料的应用是汽车轻量化设计和选材的发展趋势.     

碳纤维增强聚丙烯复合材料的研究进展及应用

碳纤维(CF)增强聚丙烯(PP)复合材料以其轻质高强的特点被国内外学者广泛研究应用。本文主要介绍了PP/CF复合材料在国内外的研究进展及性能研究。PP/SCF复合材料具有较高的机械性能和良好的加工性能,向PP中加入适量的碳纤维,材料的硬度、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度等均有显著提高,材料的热性能、导电性、降解性等均有明显的改善。PP/SCF复合材料在国外已成功应用于汽车领域等先进制造业,国内应用市场广阔。     

碳纤维增强聚醚醚酮材料动态冲击数值模拟

为探究不同含量碳纤维(CF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料在动态冲击载荷下的力学性能,采用了有限元软件ABAQUS基于VUMAT子程序开发一个渐进损伤模型,并结合Johnson-Cook材料模型用以模拟材料高应变率响应。通过Matlab编程,构建了四种不同CF体积分数(0%,10%,20%,30%)复合材料模型,并对其进行动态冲击加载模拟。模拟结果表明,随着CF含量的增加,复合材料在冲击载荷下的应力-应变分布得到了显著改善。具体来说,CF有效限制了冲击区域的应力集中,降低了材料的损伤程度。此外,含CF的复合材料展现出更高的等效塑性应变和极限载荷,这表明材料的强度和刚度得到了增强,从而提高了其抵抗冲击的能力。分析表明,CF增强PEEK降低了复合材料在冲击过程中的刚度退化,这有助于提高材料的能量吸收效率,减少冲击失效的可能性。证实了CF对于改善PEEK基复合材料冲击性能的积极作用,并且随着CF含量的增加,材料冲击失效风险得到了有效降低。     

巴斯夫与西格里达成合作

<正>化工巨头巴斯夫和德国碳素公司西格里集团宣布,针对一种新型复合材料系统,双方已达成合作研究协议,旨在提高热塑性碳纤维复合材料(将碳纤维与尼龙结合在一起)制造的成本效益。巴斯夫在新闻发布会上表示,为矩阵系统特别设计的碳纤维表面结合量身定制的热塑性塑料反应系统,可使诸如应用于汽车等行业的轻量化结构件的制造变得容易且快速。该研究所涉及的加工工艺     

破解国产碳纤维复合材料困局

<正>1碳纤维复合材料助力汽车轻量化汽车轻量化技术主要包括轻量化材料应用、结构优化设计和改进制造工艺三方面。轻量化材料应用是汽车轻量化最直接有效的方法。常见的轻量化材料包括高强钢、铝镁合金等金属材料,以及工程塑料和复合材料为代表的非金属材料。在具体车型的工程开发     

雷蒙德复合材料公司获得ORNL低成本碳纤维制造过程许可转让

正(雷蒙德Le Mond)复合材料公司于2016年8月30日宣布,获得低成本、大容量的碳纤维制造过程许可转让,该过程由美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)开发。该协议将使位于Oak Ridge的雷蒙德复合材料公司成为第一家ORNL低成本碳纤维生产公司,通过该过程生产的碳纤维可提供给运输、可再生能源和基础设施市场。     

三菱化学研发碳纤维新材料 成本可降一半

<正>三菱化学推出一种新型碳纤维复合材料,用该材料制作汽车部件,成本仅为现有材料的一半,这给未来大众市场汽车应用强力、轻型部件带来了光明的前景。据悉,通过将碳纤维织物浸入布满长为2-3厘米纤维的树脂中,可得到上述碳纤维复合材料。树脂材料易于成型,加工之前质地柔软,因而可在快速加工(通常在2-5分钟)后,通过模压工艺获得汽车所需的零     

三菱推出新型碳纤维复合材料

<正>三菱化学推出一种新型碳纤维复合材料,用该材料制作汽车部件,成本仅为现有材料的一半,这给未来大众市场汽车应用强力、轻型部件带来了光明的前景。通过将碳纤维织物浸入布满长为2~3 cm纤维的树脂中,可得到上述碳纤维复合材料。树脂材料易于成型,加工之前质地柔软,因而可在快速加工(通常在2~5 min)后,通过模压工艺获得汽车所需的零部件。