《汽车材料》课程授课教（学）案非金属汇报材料

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1、....《汽车材料》课程授课教案课题非金属材料学知识课次2授课班级10级汽修1-6班学时2上课地点多媒体教室教学目标能力目标知识目标素质目标1、能区分各种不同的非金属材料；2、了解常用非金属材料的应用；1、明确汽车用非金属材料的分类；2、掌握非金属材料的使用范围；3、掌握非金属材料在车身上的应用1、培养学生的创新精神与实践能力；2、促进学生个性发展，培养学生分析问题与解决问题的能力；3、培养学生分学习能力和团队合作精神。教学重点与难点非金属材料的分类，使用范围等参考资料《汽车应用材料》《汽车工程材

2、料》教学条件多媒体教学过程与时间分配min主要教学内容教学方法与手段导入15min1.新型汽车材料在现代汽车的应用.2.各种新兴汽车材料的性能及其指标.实物展示视频演示讲授60min第一节复合材料具有重量轻、比强度高、比模量高、抗疲劳性能好、减振性能好、成型工艺简单、可实现复杂零件集成化生产、对环境污染更小等诸多优点，使得许多种类型的复合材料在车身轻量化过程中得到了施展才能的舞台，并在汽车的轻量化进程中大显身手。一.复合材料的组成及特性二.复合材料的分类按照基体材料来分，有聚合物基复合材料、金属基

3、复合材料、陶瓷基复合材料、石墨基复合材料（碳-碳复合材料）、混凝土基复合材料等；常见的复合材料分类图举例说明实物展示视频操作演示案例教学讲解特别要结合岗位要求，指出实际操作时的注意事项学习参考....三.复合材料的特性1）比重轻、比强度与比模量高材料的比强度（强度极限/比重）与比模量（弹性模量/比重）是衡量汽车用材料优劣的重要指标。复合材料的这两项指标比其他材料高得多，这表明复合材料具有较高的承载能力。通常，碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度是钢的7倍、比模量是钢的5.6倍。此外，它不仅具有强度高

4、，而且还有重量轻的特点，这对要求减轻自重和高速运转的结构和零件是非常重要的。因此，将复合材料用于动力设备，可大大提高动力设备的效率。据统计由复合材料制成的汽车与使用钢材制造的汽车质量相比要轻1/3～1/2，这对提高整车动力性能，降低油耗，增加负载非常有益。例如，可采用金属基复合材料来制作汽车活塞、制动部件和连杆等零件。材料名称密度/（g·cm-3）抗拉强度/MPa弹性模量/Mpa比强度104N·m·kg-1比模量104N·m·kg-1钢7.81030210000132.7铝2.8470750001

5、72.6钛4.5960114000212.5玻璃钢2.0106040000532.1硼纤维/铝2.651000200000387.5硼纤维/环氧2.113802100006610高强碳纤/环氧1.4515001400001032.1高模碳纤/环氧1.610702400006715有机纤维PRD/环氧1.41400800001005.7SiC纤维/环氧2.21090102000504.6学习参考....3）过载时安全性能好纤维增强复合材料是由大量单根纤维合成，平均每平方厘米面积上有几千到几万根纤维，

6、超载后即使有少量纤维断裂，载荷也会迅速重新分布，由未断裂的纤维承担，这样可使构件丧失承载能力的过程延长，断裂安全性能较好。4）减摩、减振性能好复合材料具有高的比模量，因此也具有高的自振频率，可以有效地防止在工作状态下产生共振及由此引起的早期破坏。同时，一些复合材料的摩擦系数低，具有良好的减摩性。对相同形状和尺寸的梁共同进行振动实验，即轻合金梁与碳纤维复合材料的梁同时起振，前者需要9s才能停止振动；而复合材料的梁只需2.5s就静止了。5）耐热性能好由于复合材料增强纤维的熔点均很高，一般都在2000℃

7、以上，而且在高温条件下仍然可保持较高的高温强度，故用它们增强的复合材料具有较高的高温强度和弹性模量，特别是金属基复合材料，更显出其优越性。例如，铝合金材料在400℃时，弹性模量接近于零，强度值也从室温的500MPa降到30~50MPa，而弹性模量几乎降为零。而碳纤维或硼纤维增强铝合金复合材料，在400℃时强度和弹性模量几乎可保持室温时的水平。通常，聚合物基复合材料的使用温度也在100~200℃之间，耐热性要比相应的塑料有明显的提高。6）成型工艺简便灵活，可设计性强使用复合材料制造汽车改变了传统工艺

8、流程和生产模式，对于形状复杂的构件，根据受力情况采用模具可以一次整体成型，减少了零件、紧固件和接头数目，材料利用率较高。充分发挥技术集成的优势，达到精简零部件数量、减少加工工序、裁减加工设备及生产线、减少中间环节、降低材料消耗、裁减工作人员、提高产品质量、削减投资、降低生产成本、提高效费比的目的。例如日产“布尔巴特”汽车前端板，用钢板制造时由20多个零件组成，而用纤维增强塑料复合材料，则用7个零件就可以；采用硼纤维增强复合材料，用1000N的原料可获得8000N的零件。四.汽车常用