复合材料部件在汽车轻量化中的应用

节能、环保成为21世纪汽车工业发展的必然趋势,汽车轻量化是实现节能环保的有效途径,复合材料在汽车轻量化的进程中起到了重要作用。本文阐述了复合材料的特点,总结了近年来复合材料在汽车行业的应用情况,同时介绍了一些目前更为新颖和先进的技术应用情况。复合材料概述复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。确切地说,复合材料首先应该是一种结构物,其次才是一种材料(例如:钢筋混凝土就是一种复合     

汽车轻量化：塑料复合材料在汽车轻量化中的创新应用

在倡导低碳经济的今天．汽车轻量化已经成为全球汽车发展的潮流。汽车轻量化可提高汽车的动力性．提高燃油经济性，减少碳排量。当前主要的举措是使用铝镁、复合材料和塑料等新型材料，整车或车身、发动机、底盘等结构优化设计．以及液压成形、热成形、激光拼焊等汽车轻量化新技术、新工艺等。但关键的问题是如何在保证汽车的强度和安全性能的前提下，让汽车健康“瘦身”．从而达到节能减排效果。本期策划带您一起走近汽车轻量化．一探究竟。     

碳纤维铝蜂窝复合材料汽车保险杠横梁轻量化设计

采用碳纤维铝蜂窝复合材料替代原铝合金材料,对汽车的保险杠横梁进行轻量化设计,并利用Abaqus CAE软件对比分析铝合金(6082-T6)、T300和T700碳纤维以及T300碳纤维铝蜂窝复合材料保险杠横梁的力学性能。利用碳纤维铝蜂窝复合材料结构方面的可设计性,探索碳纤维铝蜂窝复合材料面板的厚度、铝蜂窝的边长尺寸以及铝蜂窝的壁厚等结构参数对碳纤维铝蜂窝复合材料保险杠横梁性能的影响规律,通过调节结构参数获得最优性能的碳纤维铝蜂窝复合材料汽车保险杠横梁。结果显示,设计的H₄碳纤维铝蜂窝复合材料的保险杠横梁的抗冲击性能优于传统铝合金,并且能减重50%左右,满足使用要求且轻量化效果显著。     

节能减排：复合材料部件在汽车轻量化中的应用

面对全球资源日益减少和保护环境的压力,一系列关于能源与环境保护的法律法规陆续颁布实施,排放标准不断升级,节能减排的要求给汽车工业提出了不小的难题。发动机降低排量,整车减小尺寸,选用新能源,提高燃烧效率,采用新技术,各种能够实现节能环保的措施被重点研究并在制造过程中不断完善改进。     

碳纤维复合材料自行车车架轻量化设计

文中考虑到碳纤维增强复合材料轻质高强的特点,利用灰色关联分析方法对碳纤维增强复合材料自行车车架开展铺层优化设计。通过材料力学性能试验获得碳纤维增强复合材料力学性能参数,并建立碳纤维增强复合材料自行车车架有限元模型,结合正交试验设计与灰色关联分析法,综合考虑自行车车架的质量、模态频率、强度和刚度等性能指标,对碳纤维增强复合材料自行车车架进行铺层厚度和角度优化设计。优化后,与原钢质自行车车架相比,在满足性能要求的前提下,CFRP自行车车架减重78.85%,取得了较好的轻量化效果。     

碳纤维复合材料在航空领域的应用

阐述了碳纤维复合材料的优异性能,重点介绍了其在航空领域的广泛应用,并分析了目前我国碳纤维复合材料的研究进展和应用前景。     

基于分级优化方法的碳纤维复合材料笔记本电脑后盖轻量化设计

为解决压力作用下笔记本电脑后盖变形后对LCD屏产生破坏和后盖结构过重的问题,基于分级优化方法,建立了静压工况下笔记本电脑后盖数值计算模型.通过使用碳纤维复合材料,并联合运用铺层角度优化、自由尺寸优化、尺寸优化和铺层次序优化的分级优化方法,使笔记本电脑后盖质量由157g降至90g,笔记本后盖最大变形量由18.2mm降至6.5mm,LCD屏最大压应力由12.1MPa降至8.4MPa.     

轻量化新材料在汽车上的应用

未来汽车将朝着安全．环保、舒适的方向发展。新能源技术．电子信息化技术．新材料技术已成为未来汽车的重大技术支撑，随着能源及环境污染问题的突出．汽车轻量化技术越来越得到广泛的重视．本文在回顾国内外汽车主要材料应用现状的同时．重点介绍了当前有关轻量化新材料在汽车中的应用及其发展趋势．针对我国开展汽车轻量化新材料的研发工作，提出了精浅的建议。     

碳纤维复合材料在轨道客车上应用前景分析

简单介绍了碳纤维复合材料的制备及性能,并给出了其在轨道交通装备上的一些应用。同时对碳纤维复合材料发展的国内外形势做了一定的研究,针对我国碳纤维复合材料的发展提出了一些见解。     

轻量化复合材料液压缸现状及挑战

液压元件及系统广泛应用于运载设备、重载机器人和飞行器等移动装备。出力大、功重比高是液压传动区别于其他传动最明显的优势之一。液压缸作为液压系统最主要的执行元件,现有技术的液压缸重量大,严重制约主机性能提升,其科学减重可进一步提升功重比,对实现装备的节能减排,提高承载能力、机动性能和续航能力具有突出意义。通过深入剖析轻量化复合材料液压缸的迫切需求、轻量化途径、轻质材料选择、研究现状与市场现状,对轻量化复合材料液压缸的发展进行综述。强度-密度比极高的纤维增强聚合物复合材料（Fiber reinforced polymer,FRP）,是高压轻量化液压缸的优选材料,减重潜力巨大。结合应用FRP制造轻量化液压缸的约束条件,重点阐述各向异性FRP的设计参数影响规律、异质材料复合结构设计、异质材料复合结构控形控性制造、密封-摩擦副、性能表征等5个挑战。论述面向轻量化、耐高压、低泄漏、低摩擦、耐疲劳等特征的液压缸的主要挑战和发展趋势。     

镁合金在汽车轻量化中的应用发展

介绍镁合金在汽车轻量化中的应用优势及应用技术的新发展,综述目前镁合金在世界发达国家和我国汽车工业中的应用现状.汽车工业应充分利用自身优势,积极引进先进技术开展镁合金在汽车上的应用研究,促进我国汽车工业的发展.     

轻量化部件在汽车改装中的应用

汽车轻量化与安全性并不矛盾,相反带来了很多优势．是汽车未来发展的趋势。轻量化不是只能依靠汽车厂商研究设计,消费者也能对汽车进行合理的改装得到实现。笔者将介绍现今用于改装汽车底盘、发动机和车身的主流轻量化部件。     

铝/碳纤维复合材料保险杠轻量化设计

对保险杠进行轻量化设计,并保证碰撞安全性,用铝/碳纤维复合材料替换原保险杠防撞梁钢质材料。分别对保险杠各部分厚度及碳纤维铺层角度进行了设计,确定了铝合金和碳纤维的厚度,探讨了铝合金和碳纤维板的厚度对碰撞性能的影响,通过采用对碳纤维铺层角度优化的方法提高碰撞安全性。通过拉丁超立方采样得到的试验样本,用移动最小二乘法建立近似模型并验证其精度,利用多目标遗传算法对近似模型寻优,确定了碳纤维最佳铺层角度,得到优化后铝/碳纤维复合材料保险杠防撞梁。与原钢质材料的保险杠相比,优化后铝/碳纤维复合材料保险杠质量减轻了36.497%,且满足碰撞安全性要求。     

轻质合金在汽车轻量化中的应用

为了降低空气污染,节省能源消耗,汽车轻量化已成为一种发展趋势.轻质合金的应用是实现汽车轻量化的有效途径,分别分析了铝合金、镁合金、钛合金3种轻质合金的特点与性能优势,阐述了轻质合金的发展与应用现状,总结了轻质合金在汽车轻量化应用中的现存问题,最后提出了我国汽车工业轻质合金的发展建议.     

碳纤维成汽车轻量化时代“新宠”

<正>据路透社报道,宝马汽车公司(BMW)与汽车碳纤维生产商SGL Carbon(SGL)计划投资逾1亿欧元,以将合作生产的碳纤维产量从每年3 000 t提高到6 000 t,这项投资将使宝马与SGL提高在德、美两国的碳纤维产量,以用来满足不断增长的宝马i系列电动汽车的市场需求,并同时应用在预计将于2015年底上市的宝马7系车上,以减轻新型     

直升机减速器机匣碳纤维轻量化设计与验证

采用碳纤维复合材料替代铸铝合金材料对某直升机减速器主承力机匣进行了轻量化设计。在保留原设计硬点条件和满足结构强度/刚度条件下,实现机匣减重达21.8%。通过热模压制造了等比例的四分之一碳纤维机匣,对机匣进行了静力加载和疲劳测试。结果表明,碳纤维机匣在1.5倍设计载荷下静力测试未破坏,设计载荷下疲劳测试循环次数达到2万多,满足设计要求,从而验证了直升机减速器主承力机匣碳纤维轻量化的可行性。     

复合材料车轮结构轻量化的研究

减轻汽车质量、降低燃油消耗和减少排放污染成为汽车工业发展的核心问题,车身的轻量化对于整车轻量化起着举足轻重的作用,采用轻质材料是车身减重的重要途径。该文以某汽车为对象,采用复合材料对车轮的轮辋厚度、车轮安装凸缘厚度和车轮的轮廓尺寸进行结构轻量化优化设计,使车轮的重量最小化。对优化后复合材料车轮进行车轮弯曲疲劳试验,其应力、应变、位移值与优化前相近,但在重量上减轻了10.436%。     

汽车轻量化之热塑性复合材料直接模压成形技术的应用

20世纪90年代,随着汽车工业快速发展以及对环保及节能意识的增强,尤其是全球不断呈现能源危机、石油涨价,促使汽车轻量化成为汽车工业发展的必然趋势。环保、节能、轻量化的先进复合材料在汽车中设计与应用己经得到快速发展。汽车工业发达国家已经将汽车塑料和先进复合材料的用量