引領未來汽車輕量化——碳纖維復合材料
發(fā)布時間:2023-06-15T15:54:21更新時間:2023-06-15T15:53:54 瀏覽量:157隨著我國新能源汽車服務行業(yè)的不斷創(chuàng)新發(fā)展,對于汽車輕量化技術要求我們日益增高。315噸四柱液壓機也被稱為“內高壓成形”,它的基本原理是以管材作為坯料,在管材內部施加超高壓液體同時,對管坯的兩端施加軸向推力,進行補料。寧波液壓機在兩種外力的共同作用下,管坯材料發(fā)生塑性變形,并最終與模具型腔內壁貼合,得到形狀與精度均符合技術要求的中空零件。拉伸液壓機設計應布局合理,造型美觀,使用性能安全可靠,操縱靈敏輕便,手操縱力不大于49N(5kgf) 腳踏力不大于78?4N(8kgf)。 在眾多材料中,碳纖維復合結構材料以其優(yōu)異的比強度、比剛度、耐腐蝕及抗疲勞性能問題日益為人們所重視。而碳纖維材料與金屬納米材料成本之間的不同文化特點,也為工程項目設計工作人員管理提供了不同的設計研究思路,以下將簡單分析對比碳纖維復合材料與傳統(tǒng)金屬的特點與差異性。 01.比剛度和比強 []
隨著新能源汽車工業(yè)的發(fā)展,對汽車輕量化的要求越來越高。
在許多材料中,碳纖維復合材料以其優(yōu)異的比強度、比剛度、耐腐蝕性和抗疲勞性越來越受到人們的重視。碳纖維與金屬材料的不同特性也為工程設計人員提供了不同的設計理念。下面將簡單比較一下碳纖維復合材料與傳統(tǒng)金屬材料的特點和區(qū)別。
01.比剛度和強度:
對比分析金屬結構材料,碳纖維材料具有重量輕,比強度及比剛度高。下表給出一個正交鋪層(Cross-Ply)纖維復合建筑材料跟常規(guī)教學材料工程力學系統(tǒng)性能的比較??梢钥闯鲈谀A亢蛷姸劝l(fā)展方面?zhèn)鹘y(tǒng)碳鋼表現都非常好,但密度大嚴重社會影響輕量化技術應用。6系鋁的模量和強度小于碳鋼,但其密度相對較小。而樹脂基碳纖維模量高于鋁合金,強度主要通過研究設計可達到高強鋼水平,遠遠不能高于鋁合金,在性能和輕量化兩方面優(yōu)勢都非常沒有明顯。
02.可設計性:
金屬材料通常是均勻的、屈服的或條件屈服的。 單層碳纖維具有明顯的方向性。 沿纖維方向的力學性能比沿纖維垂直方向的力學性能和縱向和橫向剪切性能高1~2個數量級,斷裂前的應力-應變曲線呈線性彈性關系。
因此,碳纖維材料可以通過層壓理論,選擇單層鋪設角度、鋪設層比、鋪設層次。根據載荷分布的特點,可以通過有針對性的設計來獲得所需的剛度和強度,而傳統(tǒng)的金屬材料只能通過增厚來實現。同時,通過性能切削設計可以獲得面內剛度和強度,也可以獲得面內和面外的獨特耦合剛度。
03.耐腐蝕性:
與金屬材料相比,碳纖維材料具有較強的耐酸堿腐蝕性。
碳纖維是經過2000—3000℃高溫氧化石墨化處理問題形成的類似研究石墨晶體的微晶結構,這種經濟結構設計本身就具有一個很高的耐介質腐蝕性,在高達50%的鹽酸、硫酸或者通過磷酸中亦能在一定彈性模量、強度和直徑等方面發(fā)展基本可以保持無變化。
因此,作為增強材料,碳纖維具有足夠的耐腐蝕性保證,并且不同的基體樹脂的耐腐蝕性不同。
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