Bei der Auswahl von Automobilwerkstoffen müssen eine Reihe von Faktoren berücksichtigt werden, z. B. mechanische Eigenschaften, geringes Gewicht, Materialstabilität, Materialgestaltungsfähigkeit und Verarbeitbarkeit. Jeder Faktor wird sich erheblich auf Design, Produktion, Verkauf und Nutzung des Autos auswirken. In den letzten Jahren wurde Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFK) zu einem neuen Automobilwerkstoff mit einzigartigen Leistungsmerkmalen. Kohlenstofffaserverstärkte Polymermatrixverbundstoffe haben die folgenden Vorteile gegenüber anderen Automobilwerkstoffen.
1. Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften
Der kohlenstofffaserverstärkte Harzmatrix-Verbundwerkstoff (CFRP) hat eine Dichte von 1,5 bis 2 g / cm 3, was nur 1/4 bis 1/5 von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl ist, und ist etwa 1/3 leichter als Aluminiumlegierung, aber Kohlenstofffaser Verbundwerkstoff Die mechanischen Gesamteigenschaften sind deutlich besser als die von metallischen Werkstoffen und die Zugfestigkeit ist 3- bis 4-mal höher als die von Stahl. Die Ermüdungsfestigkeit von Stahl und Aluminium beträgt 30% bis 50% der Zugfestigkeit, während CFK 70% bis 80% erreichen kann. Gleichzeitig hat CFK auch bessere Schwingungsdämpfungseigenschaften als Leichtmetall. Zum Beispiel braucht Leichtmetall 9s, um die Vibration zu stoppen. Das Kohlefaserverbundmaterial kann für 2 Sekunden gestoppt werden, und die spezifische Festigkeit und der spezifische Modul sind hoch.
2. Designable
Das Kohlefaserverbundmaterial weist eine starke Gestaltbarkeit auf und kann das Grundmaterial vernünftig entsprechend den Leistungsanforderungen auswählen, die Anordnung der Fasern und die Strukturform des Verbundmaterials gestalten und das Produkt flexibel gestalten. Zum Beispiel kann durch Anordnen der Kohlenstofffasern in der Richtung der Kraft die Anisotropie der Festigkeit des Verbundmaterials vollständig ausgenutzt werden, wodurch der Zweck des Einsparens von Materialien und der Verringerung der Qualität erreicht wird. Für Produkte, die Korrosionsbeständigkeit erfordern, kann ein Grundmaterial mit guter Korrosionsbeständigkeit für die Gestaltung ausgewählt werden.
3. Kann integrierte Herstellung erreichen
Modularität und Integration sind auch ein Entwicklungstrend der Automobilstruktur. Verbundwerkstoffe sind während des Formens leicht zu gekrümmten Oberflächen verschiedener Formen zu formen, was die integrierte Herstellung von Automobilteilen ermöglicht. Integriertes Formen kann nicht nur die Anzahl der Teile und die Anzahl der Formen verringern, die Anzahl der Teile und anderer Prozesse verringern, sondern auch den Produktionszyklus stark verkürzen. Wenn beispielsweise das Frontendmodul des Automobils aus Kohlefaserverbundmaterial hergestellt ist, kann integrales integriertes Gießen realisiert werden, lokale Spannungskonzentrationen, die durch nachfolgendes Tailor-Schweißen und anschließende Bearbeitung von Metallteilen verursacht werden, reduziert werden und Automobilteile geschützt werden, während Produktpräzision gewährleistet wird und Verbesserung der Leistung. Qualität, Reduzierung der Herstellungskosten.
4. Energieabsorption und Schlagfestigkeit
Der kohlenstofffaserverstärkte Harzmatrix-Verbundstoff (CFRP) weist eine gewisse Viskoelastizität auf, und es gibt eine leichte lokale Relativbewegung zwischen der Kohlenstofffaser und der Matrix, die eine Grenzflächenreibung erzeugen kann. Unter der Synergie von Viskoelastizität und Grenzflächenreibung haben CFK-Teile eine bessere Energieabsorption und Stoßfestigkeit. Auf der anderen Seite bricht die speziell gewebte Kohlenstoffaser-Verbund-Kollisionsenergie-absorbierende Struktur bei Kollision mit hoher Geschwindigkeit in kleinere Fragmente, absorbiert eine große Menge an Aufprallenergie und ihre Energieabsorptionskapazität ist 4- bis 5-mal höher als die von Metallmaterialien. was das Fahrzeug effektiv verbessern kann. Sicherheit zum Schutz der Sicherheit der Mitglieder.
5. Gute Korrosionsbeständigkeit
Das kohlenstofffaserverstärkte Polymermatrix-Verbundmaterial besteht hauptsächlich aus Kohlefaserkabel und Harzmaterial und weist eine ausgezeichnete Säure- und Alkalibeständigkeit auf. Die von ihnen hergestellten Automobilteile benötigen keine Oberflächenkorrosionsbehandlung und weisen eine gute Wetterbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit auf, und die Lebensdauer ist im Allgemeinen 2 bis 3 mal höher als die von Stahl.
6. Hochtemperaturleistung
Die Kohlefaser hat eine sehr stabile Leistung unter 400 ° C und ändert sich bei 1000 ° C kaum.
7. Gute Anti-Ermüdungsleistung
Das kohlefaserverstärkte Material ist für das Ermüdungsrisswachstum der Faser hinderlich und seine Ermüdungsbeständigkeit kann 70% bis 80% erreichen. Die Struktur der Kohlenstofffaser ist stabil, und die Festigkeit des Verbundmaterials nach dem Zyklustest der Belastungsermüdung ist millionenfach. Es gibt immer noch 60%, während Stahl und Aluminium 40% bzw. 30% und FRP nur 20% bis 25% sind. Daher ist die Ermüdungsbeständigkeit von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen für eine breite Palette von Anwendungen in der Automobilindustrie geeignet.
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