碳纖維復(fù)材在汽車保險(xiǎn)杠中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)的汽車保險(xiǎn)杠一般都是采用鋼材料制成的,但是隨著燃油價(jià)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(duì)保險(xiǎn)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?gòu)U氣排放。這不僅是業(yè)內(nèi)的共識(shí),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(dòng)機(jī)罩、車門、車架、保險(xiǎn)杠、擾流板、傳動(dòng)軸、制動(dòng)摩擦片、座椅、輪轂、燃料儲(chǔ)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(shí),保險(xiǎn)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(xiǎn)杠部件,實(shí)際效果如何呢?
碳纖維保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的應(yīng)用效果:
碳纖維復(fù)合材料保險(xiǎn)杠梁能吸收鋼制保險(xiǎn)杠梁相同的能量,但是因?yàn)樘祭w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(xiǎn)杠梁的變形會(huì)比鋼材料的保險(xiǎn)杠梁更小,保險(xiǎn)杠梁的整體性能會(huì)更好。
當(dāng)吸能支架也采用碳纖維復(fù)合材料時(shí),其保險(xiǎn)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(dāng)大部分能量被吸能支架吸收后,保險(xiǎn)杠梁僅能吸收少量的能量,有實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)用于吸能支架的碳纖維復(fù)合材料厚度達(dá)到3mm時(shí),其吸能效果已經(jīng)優(yōu)于鋼材料保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的吸能效果。
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