引領(lǐng)未來汽車輕量化——碳纖維復(fù)合材料
發(fā)布時(shí)間:2023-06-15T15:54:21更新時(shí)間:2023-06-15T15:53:54 瀏覽量:157隨著我國新能源汽車服務(wù)行業(yè)的不斷創(chuàng)新發(fā)展,對于汽車輕量化技術(shù)要求我們?nèi)找嬖龈摺?a href='http://www.scl8bk.cn/ytx/1867.html' target='_blank'>315噸四柱液壓機(jī)也被稱為“內(nèi)高壓成形”,它的基本原理是以管材作為坯料,在管材內(nèi)部施加超高壓液體同時(shí),對管坯的兩端施加軸向推力,進(jìn)行補(bǔ)料。寧波液壓機(jī)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(nèi)壁貼合,得到形狀與精度均符合技術(shù)要求的中空零件。拉伸液壓機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)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(fù)合結(jié)構(gòu)材料以其優(yōu)異的比強(qiáng)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(diǎn),也為工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作人員管理提供了不同的設(shè)計(jì)研究思路,以下將簡單分析對比碳纖維復(fù)合材料與傳統(tǒng)金屬的特點(diǎn)與差異性。 01.比剛度和比強(qiáng) []
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(fù)合材料以其優(yōu)異的比強(qiáng)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(shè)計(jì)人員提供了不同的設(shè)計(jì)理念。下面將簡單比較一下碳纖維復(fù)合材料與傳統(tǒng)金屬材料的特點(diǎn)和區(qū)別。
01.比剛度和強(qiáng)度:
對比分析金屬結(jié)構(gòu)材料,碳纖維材料具有重量輕,比強(qiáng)度及比剛度高。下表給出一個(gè)正交鋪層(Cross-Ply)纖維復(fù)合建筑材料跟常規(guī)教學(xué)材料工程力學(xué)系統(tǒng)性能的比較。可以看出在模量和強(qiáng)度發(fā)展方面?zhèn)鹘y(tǒng)碳鋼表現(xiàn)都非常好,但密度大嚴(yán)重社會影響輕量化技術(shù)應(yīng)用。6系鋁的模量和強(qiáng)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(qiáng)度主要通過研究設(shè)計(jì)可達(dá)到高強(qiáng)鋼水平,遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shè)計(jì)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(xué)性能比沿纖維垂直方向的力學(xué)性能和縱向和橫向剪切性能高1~2個(gè)數(shù)量級,斷裂前的應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈線性彈性關(guān)系。
因此,碳纖維材料可以通過層壓理論,選擇單層鋪設(shè)角度、鋪設(shè)層比、鋪設(shè)層次。根據(jù)載荷分布的特點(diǎn),可以通過有針對性的設(shè)計(jì)來獲得所需的剛度和強(qiáng)度,而傳統(tǒng)的金屬材料只能通過增厚來實(shí)現(xiàn)。同時(shí),通過性能切削設(shè)計(jì)可以獲得面內(nèi)剛度和強(qiáng)度,也可以獲得面內(nèi)和面外的獨(dú)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(qiáng)的耐酸堿腐蝕性。
碳纖維是經(jīng)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(jié)構(gòu),這種經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身就具有一個(gè)很高的耐介質(zhì)腐蝕性,在高達(dá)50%的鹽酸、硫酸或者通過磷酸中亦能在一定彈性模量、強(qiáng)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(qiáng)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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