碳纖維復(fù)材在汽車保險杠中的應(yīng)用優(yōu)勢
傳統(tǒng)的汽車保險杠一般都是采用鋼材料制成的,但是隨著燃油價格的上升和廢氣排放量的限定,汽車制造的輕量化發(fā)展方向也對保險杠的材質(zhì)提出新的要求。
采用碳纖維復(fù)合材料取代傳統(tǒng)金屬材料,可以有助于減輕車體自重,節(jié)約燃油,減少廢氣排放。這不僅是業(yè)內(nèi)的共識,也是應(yīng)用逐步深化的結(jié)果。
碳纖維復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用形式是多種多樣的:從車內(nèi)飾板、車身覆蓋件、發(fā)動機罩、車門、車架、保險杠、擾流板、傳動軸、制動摩擦片、座椅、輪轂、燃料儲存罐等等,碳纖維復(fù)合材料的身影已不鮮見。
汽車在發(fā)生高速碰撞時,保險杠梁和吸能支架是發(fā)揮作用的主要部件。那么,采用碳纖維復(fù)合材料取代鋼材料來制作汽車保險杠部件,實際效果如何呢?
碳纖維保險杠系統(tǒng)的應(yīng)用效果:
碳纖維復(fù)合材料保險杠梁能吸收鋼制保險杠梁相同的能量,但是因為碳纖維復(fù)合材料的剛度比鋼的剛度大,所以碳纖維復(fù)合材料保險杠梁的變形會比鋼材料的保險杠梁更小,保險杠梁的整體性能會更好。
當吸能支架也采用碳纖維復(fù)合材料時,其保險杠梁的最大變形和擺錘的最大加速度與鋼材料的吸能支架差不多,但是碳纖維支架的質(zhì)量至少減輕了66%,輕量化效果非??捎^。
當大部分能量被吸能支架吸收后,保險杠梁僅能吸收少量的能量,有實驗證明,當用于吸能支架的碳纖維復(fù)合材料厚度達到3mm時,其吸能效果已經(jīng)優(yōu)于鋼材料保險杠系統(tǒng)的吸能效果。
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