自動車産業の急速な発展に伴い、自動車の年間生産台数と保有台数は増加し続けており、その結果、世界的なエネルギー危機や環境汚染問題は深刻化し続けています。 自動車のライフサイクル全体における炭素排出量の削減は、世界の自動車産業が解決すべき重要な課題となっています。
世界アルミニウム協会は、車両質量が 10% 削減されるごとに、燃料消費量が 6% ～ 8% 削減できると指摘しています。 同時に、自動車業界では、車両の軽量化は、従来のエンジン車の燃料消費量の削減や電気自動車の走行距離の増加に役立ちます。 これは、車両の省エネルギーと排出ガス削減を促進するための重要な手段の 1 つでもあります。 軽量構造設計に使用されるさまざまな軽量かつ高強度の新しい材料の中でも、炭素繊維複合材料は、高い比強度と比剛性という明らかな利点を持っています。 同時に、優れた耐熱性、酸およびアルカリ耐食性、低耐食性を備えています。 熱膨張係数、優れた比エネルギー吸収などの利点により、自動車の外装および内装部品の軽量設計に最適です。
車のボンネットは車体の重要な部分であり、エンジンの保護や騒音の遮断などの機能を持っています。 炭素繊維複合材料は自動車のボンネットの設計に使用されており、自動車のボンネットの重量を軽減し、車体の質量を効果的に減らすことができます。 国内外の炭素繊維複合材の製造技術、プロセス技術、数値シミュレーション技術の急速な発展に伴い、自動車用炭素繊維複合材ボンネットの構造設計とプロセス設計の最適化は、多くの研究者を惹きつけて熱心に取り組んでいます。
The laminate structure design of the automotive carbon fiber composite hood and the single-layer engineering constants have a significant impact on the overall stiffness of the hood. Duan Chengjin et al. designed a hybrid sandwich structure of carbon fiber and glass fiber laminates (3K carbon fiber plain woven cloth as the surface layer, glass fiber cloth as the internal laminate) for automobile hood components. The quality of the automobile hood components is only It is 2.75kg, which is 4kg lighter than the original metal car hood. The research results show that the interlayer hybrid sandwich structure laminate design achieves controllable cost and the structural strength meets the needs of carbon fiber composite hood laminate structure design. Li Hao used ABAQUS software to conduct computer-aided engineering (CAE) design of the carbon fiber composite hood. Through static model analysis, he found that the four engineering constants (E1, E2, v12, G12) of the carbon fiber composite material single level are closely related to the carbon fiber composite engine. There is a certain correlation between cover stiffness, and the order of its influence is: G12>E2>E1>v12.
最新の研究目標は、概念設計、材料性能試験、プロセス設計の多段階の接合最適化設計手法を使用して、さまざまな機械的特性と製造プロセスの要件を満たしながら、最終的に炭素繊維複合フードの軽量設計を達成することです。
