結(jié)構(gòu)加強(qiáng)與材料優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)加強(qiáng)與材料優(yōu)化設(shè)計(jì)

刊名：Automotive Engineering International（英）

刊期：2014年第7期

編譯：李振國

復(fù)合材料零件相比傳統(tǒng)鋼板構(gòu)造零件質(zhì)量至少減輕50%。然而，要達(dá)到這種水平并降低成本和提高性能，必須做好細(xì)致的優(yōu)化工作。

之前的復(fù)合材料后車門內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要大量的金屬增強(qiáng)措施來增加強(qiáng)度、耐久性及零件的尺寸精度。這種設(shè)計(jì)同時(shí)限制了減輕系統(tǒng)質(zhì)量的可行性。但通過將結(jié)構(gòu)改成鉸鏈?zhǔn)剑糜谠鰪?qiáng)作用的金屬使用量可大幅降低，如圖1。這種結(jié)構(gòu)的另一個(gè)益處是增加了第3排頭部空間。

由于材料的特性及工藝處理設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢，可減小零件壁厚，同時(shí)也可保證強(qiáng)度和外觀造型要求。日產(chǎn)最新開發(fā)的外部嵌板材料為熱塑性聚烯烴（TPO），由荷蘭利安德巴賽爾公司（Lyondellbasell）提供，具有高流動性、高剛度性能。鑒于材料的高流動性，外部嵌板厚度可進(jìn)一步減小。相比之前產(chǎn)品硬度總體保持不變。這些優(yōu)化進(jìn)一步減輕了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了周期，提高了注塑成型經(jīng)濟(jì)性。

內(nèi)嵌板由含有30%的長玻璃纖維增強(qiáng)型聚丙烯（PP-GF30）注塑成型，并帶有色彩。長玻璃纖維具有顯著的強(qiáng)度和剛性，同時(shí)擁有與短玻璃纖維相同的緊湊特性。通過玻璃尺寸優(yōu)化和拉擠工藝處理控制，內(nèi)嵌板可與TPO飾板中非纖維部分進(jìn)行色彩匹配。