基于新型熱塑性復(fù)合材料的汽車輕量化設(shè)計(jì)

基于新型熱塑性復(fù)合材料的汽車輕量化設(shè)計(jì)

多材料集成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于汽車輕量化具有特殊意義，這種結(jié)構(gòu)不但具有優(yōu)良的碰撞性，而且具有良好的可回收性；不但具有較高的剛度和強(qiáng)度，而且質(zhì)量輕、阻尼性好。介紹了基于新型熱塑性復(fù)合材料的汽車輕量化設(shè)計(jì)，并采用新型熱塑性復(fù)合材料制造了輕型示范車。該車長3500mm、軸距為1300mm、總質(zhì)量小于1.5t，用于執(zhí)行城市交通任務(wù)。該車集成材料的基體為玻璃纖維聚丙烯混合物，與其它熱塑性材料相比，粘性和流動(dòng)性較好。

材料制造工藝是決定該材料能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。在該材料制造工藝中，采用了具有夾層結(jié)構(gòu)的模具，并采用激光連接技術(shù)，能完成大型組件的制造。為了縮短時(shí)間并減少成本投資，建模過程中應(yīng)選擇合適的分析算法，且使這些算法能夠直接與中央數(shù)據(jù)庫連接。通過生產(chǎn)工藝過程鏈確定過程參數(shù)，確保所要求達(dá)到的質(zhì)量水平。生產(chǎn)工藝過程參數(shù)包括刀具位置、溫度、時(shí)間。質(zhì)量評(píng)定參數(shù)包括材料的表面粗糙度、面板厚度、部件剛度等。另外，還要合理安排傳感器節(jié)點(diǎn)的集成結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)時(shí)要考慮隨機(jī)誤差，減少隨機(jī)影響帶來的試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)準(zhǔn)確度。

采用該新型熱塑性復(fù)合材料替代傳統(tǒng)的金屬材料能夠顯著減輕車輛的質(zhì)量。然而，在汽車設(shè)計(jì)中，僅減輕車輛質(zhì)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)楣に囆詻Q定該材料能否得到廣泛的應(yīng)用，試驗(yàn)結(jié)果也決定材料是否可用。

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作者：Niels Modler et al

編譯：楊欣