Kohlefaserverstärkte Verbundwerkstoffe erfüllen die Leichtbauanforderungen von Stoßfängern für Kraftfahrzeuge
Mit der Verknappung von Energieknappheit und Umweltverschmutzung wurden höhere Anforderungen an die Entwicklung der Automobilindustrie gestellt. Leichter Körper ist besonders wichtig. Die drei Arten der Gewichtsreduzierung sind die Anwendung von Leichtbaumaterialien, die strukturelle Optimierung und der fortschrittliche Fertigungsprozess, in dem der Materialersatz als die effektivste Methode angesehen wird. Kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe werden häufig in High-Tech-Industrien wie Luftfahrt, Raumfahrt und Rennsport eingesetzt usw. aufgrund ihrer hohen spezifischen Steifigkeit, spezifischen Festigkeit und ausgezeichneten Energieabsorptionseigenschaften. In den letzten Jahren wurde es auch als Leichtbauwerkstoff in der Leichtbauweise von neuen Energiefahrzeugen eingesetzt.
Kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe weisen Eigenschaften wie Anisotropie, Zug- und Druckasymmetrie und Dehnrateneffekte auf. Die Forschung über seine Theorie und Anwendung wird ausführlich berichtet. Die quasistatischen und dynamischen Kompressionstests von kohlenstofffaserverstärkten Komposit-Vierkantrohren werden üblicherweise durchgeführt. Die Auswirkungen der Geometrie des Vierkantrohrs, des Faservolumenanteils und der Dehnungsrate auf die Zerkleinerungseigenschaften und die Energieabsorptionseigenschaften werden analysiert. Numerische Simulation und experimentelle Methoden werden verwendet. Die Untersuchung verschiedener kohlefaserverstärkter Verbundstrukturen bestätigte, dass die Auswahl von Versagenskriterien einen wichtigen Einfluss auf die Leistungsvorhersageergebnisse von Verbundstrukturen hat. Es gibt jedoch nur wenige Untersuchungen zum Optimierungsdesign von kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoffen, die auf die Kollisionssicherheit von Fahrzeugkarosseriestrukturen angewendet werden. Die Multiskalenmethode wird verwendet, um das konstitutive Modell des kohlefaserverstärkten Verbundmaterials zu erhalten, und das kohlefaserverstärkte Verbundelektrofahrzeugskelett, das die Anforderungen an die Aufprallsicherheit erfüllt, wird entworfen, wodurch die Körperqualität stark verringert wird.
Das Stoßfängersystem ist das hauptsächliche lastaufnehmende und energieabsorbierende Element bei der langsamen Kollision des Autos. Es spielt eine wichtige Rolle beim Schutz anderer Teile des Autos und der Sicherheit der Insassen. Die hochfeste Sheet Molding Compound (SMC) wird verwendet, um die Original-Stoßfänger-Teile zu ersetzen. Das Stahlmaterial basiert auf einer Simulationsanalyse, um die Dicke und Struktur der SMC-Stoßfängerstruktur zu optimieren. Auf der Grundlage der Gewährleistung der Unfallsicherheit wird die Stoßfängerqualität im Vergleich zu der ursprünglichen Stoßstange aus hochfestem Stahl um 29% reduziert; Umfassende Berücksichtigung von Crashsicherheit und Formgebungsprozess Eine Stoßstange aus Aluminiumlegierung wurde entwickelt. Die Wanddicke des Stoßfängerträgers wird durch das zentrale Composite-Test-Design und die adaptive Response-Surface-Methode optimiert. Bei der Konstruktion einer Stoßfängerstruktur unter Verwendung eines kohlenstofffaserverstärkten Verbundmaterials müssen die Eigenschaften des Verbundmaterials und die Herstellbarkeits- und Sicherheitsspezifikationen der Stoßfängerstruktur berücksichtigt werden.
Um die Anforderungen an die Leichtbauweise eines bestimmten Stoßdämpfers für Elektrofahrzeuge und die Herstellbarkeit der Struktur zu untersuchen, wurde ein integraler Carbonfaserverstärkter Harzmatrix-Verbundstoßfänger entwickelt, und die minimale Qualität des Stoßfängersystems wurde optimiert. Methoden, durch die lateinische hypercube Sampling-Methode approximative Modellierungstechnologie und genetischen Algorithmus zum Leichtbau der Stoßfänger-Struktur, um Referenz für das Leichtbau-Design von CFK-Composite-Stoßstange. Es wurden Studien durchgeführt, um die quasistatischen und dynamischen mechanischen Eigenschaften von kohlenstofffaserverstärkten Harzmatrix-Verbundwerkstoffen zu testen. Ein leichter Carbonfaserverstärkter Harzmatrix-Verbundstoffstoßfänger wurde für die Leichtbauanforderungen und die Herstellbarkeit eines reinen Elektrofahrzeugstoßdämpfers entwickelt. Basierend auf der Finite-Elemente-Methodensimulation wird die Kollisionssicherheit als Einschränkung verwendet. Leichtes und optimiertes Design der Struktur.
