碳纤维复合材料缓冲梁的设计研究.pdf

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1、碳纤维复合材料缓冲梁的设计研究张晓红郑欲锋冯奇(上海汽车集团股份有限公司前瞻技术研究部，上海201804)卢家海(上海交通大学，上海2oo240)孙文婷(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】以某款电动车的缓冲梁为例，探讨了连续碳纤维应用于缓冲梁的一种设计方法，阐述了具体的设计。在此基础之上，采用有限元分析方法对其低速碰撞进行仿真分析。结果表明，碳纤维复合材料缓冲梁能够满足该电动车低速碰撞的要求，同时实现了25％的减重效果。【Abstract】Thedesignmethodofapplyingcontinuousc

2、arbonfibertothebufferbeamisdis．cussed，andthedesignisdetailed．Bymeansofsimulation，theperformanceunderlow—speedcolli-sionofthecarisanalyzedbasedonfiniteelementmethod．Theresultsshowthatthecarbonfibercorn·positebufferbeamcanfulfilltherequirementoflowspeedcollisionwithweightr

3、eductionof25％．【关键词】复合材料碳纤维缓冲梁汽车doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2015．05．14的纯电动汽车的平台。作为车辆低速碰撞性能设0引言计时重要的能量耗散装置，缓冲梁的设计原则是：在低速碰撞时充分吸收能量，将损坏零件控制在采用复合材料进行零部件的制作是汽车轻量一定范围内，保护汽车车身本体及其他零件，减轻化的一种重要途径，以碳纤维作为增强的复合材其受到的损伤⋯。原车缓冲梁采用了铝合金材料在替代金属材料以实现轻量化方面有极大的优质，在进行碳纤维缓冲梁的设计时，设计要求为：势，很多汽车OEM

4、厂商都在尝试将碳纤维复合材和原缓冲梁相比，在性能上保持不变或者更优，在料应用于汽车部件上。连续的碳纤维材料部件和重量上实现减重。缓冲梁整体主要采用了碳纤维传统的塑料材料及金属材料部件相比，在结构设复合材料，并且增加了泡沫夹心，而拖钩块处沿用计和加工工艺上都有很大不同，必须针对连续碳了铝合金的材质。图1为替换后的碳纤维缓冲梁纤维材料的特点进行有针对性的研究分析。本文及车身结构示意图。介绍了一款电动汽车上的碳纤维缓冲梁的设计，1．1碳纤维缓冲梁结构设计思路并且通过有限元分析方法对其进行了验证。原铝合金缓冲梁总成被分为连接板、碰撞吸能器、横梁

5、、拖车钩等若干零件，横梁和碰撞吸能1缓冲梁结构设计器处为了充分吸收能量，对截面进行优化设计。各个分散的零件间采用了焊接连接。碳纤维缓冲本文研究的碳纤维缓冲梁基于一款已经上市梁采用了碳纤维织物复合材料，根据连续碳纤维收稿Et期：2015—02—04为上海市科学技术委员会资助课题(编号：12521102200)。·58·上海汽车2015．05