复合材料在汽车中应用的发展趋势.pdf

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1、复合材料在汽车中应用的发展趋势冯奇何健万党水凌天钧(上海汽车集团股份有限公司新能源和技术管理部，上海201804)【摘要】介绍了汽车用复合材料特点，阐述了复合材料在汽车内饰件、外饰件、结构件上的应用现状，重点介绍了某新能源汽车平台上复合材料最新应用成果，探讨了复合材料在汽车中的发展趋势，展望了复合材料在汽车部件中将不断开发的新应用。【Abstract】Thecharacteristicsofvehiclecompositematerialsareintroduced．Theapplications

2、tatusesofcompositematerialsinautomotiveinteriorparts，exteriorparts，andstructuralpartsareelab—oratedaswel1．Especially，thelatestapplicationachievementsofcompositematerialsinanewenergyvehicleplatformarefocusedon．Intheend，thedevelopmenttrendofvehiclecompo

3、sitematerialsisdiscussed，andprospectofnewapplicationsintheautomobilepartswillbecontinuedtodevelop．【关键词】复合材料汽车设计发展趋势doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2013．02．13模整体成型、减震阻尼性能好等一系列优点，其中0引言显著的优点是比强度和比刚度高，若用于汽车中以替代原有钢质零件，可带来减重40％～60％的效果。全球主要国家和地区均对油耗制定了明确的限制标准，对

4、CO：排放要求越来越严格。到2015年，我国汽车油耗将限制到6．9L／IO0km，CO，排1汽车复合材料特点放量将限制到130g／km。节能减排已成为汽车工业亟须解决的重大课题。复合材料通常包括两个或两个以上独立的物世界铝业协会的报告指出，汽车自重每减少理相，即粘结材料(基体)和粒料、纤维或片状材料10％，燃油消耗可降低6％～8％；巴斯夫公司统计所组成的一种固体产物，称为复合材料。汽车用指出，车重每减轻100kg，每100km油耗可降低复合材料的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳0．4L，CO，排

5、放量减少1kg。因而，汽车轻量化对纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。基体和增强节能减排、减低油耗效果明显，已成为整车开发过材料二者相互“取长补短”，具有协同作用，极大地程中的主要研究方向之一。弥补了单一材料的缺点。采用先进复合材料是当前汽车轻量化的重要汽车复合材料与汽车传统常规材料钢、铁、铝措施之一。先进复合材料具有比强度高、比刚度以及塑料、橡胶是完全不同的一类新型材料，它不高、可设计性强、抗疲劳耐久性好、耐腐蚀、可大规像传统常规材料的材质均匀、各向同性，而是非匀收稿日期：2012—11—30·50

6、·上海汽车2013．02质、各向异性。汽车复合材料与传统常规汽车材材料发生物理和化学变化，而不同成型工艺所用料相比具有如下特点。原材料种类、增强材料形式、纤维体积含量和铺设(1)汽车复合材料的性能具有可设计性。汽方案也不尽相同，因此构件的性能对复合工艺方车复合材料设计第一步是选择构成汽车复合材料法、工艺参数、工艺过程等依赖性很大，故选择科的基本组分如增强相和基体相(即确定复合体学合理的复合材料制造工艺对满足汽车构件性能系)，并根据复合体系初步确定增强相在汽车复合至关重要。现阶段，受认识和技术等因素

7、的局限，材料中的体积分数(即各组分材料之间的体积比汽车复合材料在成型过程中还很难准确地控制工例)。汽车复合材料的力学、机械性能以及热、声、艺参数，一般来说汽车复合材料构件的性能尚具光、电、防腐、抗老化等物理、化学性能都可以按构有比较大的分散性，这点应当引起重视。件的使用要求和环境条件要求，通过组分材料的(5)汽车复合材料具有各向异性和非均质性选择和匹配、铺层设计及界面控制等工艺设计手的力学性能特点。由于汽车构件的常规材料多为段，最大限度地达到预期的使用性能目标。所以匀质各向同性材料，因此使设计人员

8、形成一个习可以这样认为，汽车复合材料的性能具有可设计惯，即进行结构设计时往往只考虑构件中最大应性，而且还有极大的自由度，可以实现汽车工业真力部位，认为此处是构件的薄弱环节。然而，汽车正意义上性价比较高的汽车构件的开发和制造。复合材料具有各向异性和非均质性，在外力作用(2)汽车复合材料及其构件制造具有同一性。下其变形特征不同于一般各向同性材料。若一个采用金属材料制造的传统汽车构件，其成型通常较小的应力恰好作用在材料性能薄弱的方向上，是对现成材料的再加工，选用以板、块、棒、管或型同样可