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引领未来汽车轻量化——碳纤维复合材料

发布时间：2023-06-15T15:54:21更新时间：2023-06-15T15:53:54 浏览量：157

[文章摘要]: 随着我国新能源汽车服务行业的不断创新发展，对于汽车轻量化技术要求我们日益增高。 315吨四柱液压机也被称为内高压成形，它的基本原理是以管材作为坯料，在管材内部施加超高压液体同时，对管坯的两端施加轴向推力，进行补料。宁波液压机在两种外力的共同作用下...

随着我国新能源汽车服务行业的不断创新发展，对于汽车轻量化技术要求我们日益增高。315吨四柱液压机也被称为“内高压成形”，它的基本原理是以管材作为坯料，在管材内部施加超高压液体同时，对管坯的两端施加轴向推力，进行补料。宁波液压机在两种外力的共同作用下，管坯材料发生塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件。拉伸液压机设计应布局合理，造型美观，使用性能安全可靠，操纵灵敏轻便，手操纵力不大于49N(5kgf) 脚踏力不大于78?4N(8kgf)。在众多材料中，碳纤维复合结构材料以其优异的比强度、比刚度、耐腐蚀及抗疲劳性能问题日益为人们所重视。而碳纤维材料与金属纳米材料成本之间的不同文化特点，也为工程项目设计工作人员管理提供了不同的设计研究思路，以下将简单分析对比碳纤维复合材料与传统金属的特点与差异性。 01.比刚度和比强 []

随着新能源汽车工业的发展，对汽车轻量化的要求越来越高。

在许多材料中，碳纤维复合材料以其优异的比强度、比刚度、耐腐蚀性和抗疲劳性越来越受到人们的重视。碳纤维与金属材料的不同特性也为工程设计人员提供了不同的设计理念。下面将简单比较一下碳纤维复合材料与传统金属材料的特点和区别。

01.比刚度和强度:

对比分析金属结构材料，碳纤维材料具有重量轻，比强度及比刚度高。下表给出一个正交铺层（Cross-Ply）纤维复合建筑材料跟常规教学材料工程力学系统性能的比较。可以看出在模量和强度发展方面传统碳钢表现都非常好，但密度大严重社会影响轻量化技术应用。6系铝的模量和强度小于碳钢，但其密度相对较小。而树脂基碳纤维模量高于铝合金，强度主要通过研究设计可达到高强钢水平，远远不能高于铝合金，在性能和轻量化两方面优势都非常没有明显。

02.可设计性：

金属材料通常是均匀的、屈服的或条件屈服的。单层碳纤维具有明显的方向性。沿纤维方向的力学性能比沿纤维垂直方向的力学性能和纵向和横向剪切性能高1～2个数量级,断裂前的应力-应变曲线呈线性弹性关系。

因此，碳纤维材料可以通过层压理论，选择单层铺设角度、铺设层比、铺设层次。根据载荷分布的特点，可以通过有针对性的设计来获得所需的刚度和强度，而传统的金属材料只能通过增厚来实现。同时，通过性能切削设计可以获得面内刚度和强度，也可以获得面内和面外的独特耦合刚度。

03.耐腐蚀性：

与金属材料相比，碳纤维材料具有较强的耐酸碱腐蚀性。

碳纤维是经过2000—3000℃高温氧化石墨化处理问题形成的类似研究石墨晶体的微晶结构，这种经济结构设计本身就具有一个很高的耐介质腐蚀性，在高达50％的盐酸、硫酸或者通过磷酸中亦能在一定弹性模量、强度和直径等方面发展基本可以保持无变化。

因此，作为增强材料，碳纤维具有足够的耐腐蚀性保证，并且不同的基体树脂的耐腐蚀性不同。

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