文档介绍：中日韩汽车工业的发展及对中国的启示
Application of carbon fiber posite in auto industry
碳纤维增强复合材料在汽车工业中的应用
提纲
一、碳纤维增强复合材料应用于汽车工业的特点
二、碳纤维增强复合材料在汽车工业中的产品应用
三、碳纤维复合材料在汽车工业中的应用前景
Page*
汽车工业发展
更高的轻量化效果
大型部件整体成型
高结构承载能力
抗冲吸能
碳纤维复合材料优势
一、碳纤维增强复合材料应用与汽车工业的特点
碳纤维复合材料是汽车轻量化的理想选择
由于碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚度,是制造汽车车身和底盘等主要结构件的最轻材料。预计碳纤维复合材料的应用可使汽车车身和底盘减轻质量40%~60%,相当于钢结构质量的1/3~1/6。
Page*
钢
玻纤复合材料
碳纤复合材料
模量(GPa)
设计厚度(mm)
1
3
2
材料密度(g/cm3)
减重比例
1
30%
49%
Page*
英国材料系统实验室曾对碳纤维复合材料减重效果进行研究,结果表明,碳纤维增强聚合物材料车身重172 kg,而钢制车身质量为368 kg,减重约50%。
CFRP汽车零部件轻量化实例
零件名称
钢
CFRP
质量减轻
车身
209
94
115
车架
128
94
34
前端
44
13
31
发动机罩
22
8
14
罩盖
19
6
13
保险杠
56
20
36
车轮
42
23
19
车门
71
28
43
其他
31
16
15
共计
622
302
320
Page*
碳纤维增强复合材料在碰撞中的能量吸收能力是钢或铝的4~5倍,用于车身结构部件具有良好的碰撞安全性。
Aston Martin 复合材料防撞吸能结构
Page*
Page*
SLR的车身壳体、车门和发动机罩均由耐腐蚀的碳纤维复合材料制成,主体结构的重量降低了30%左右
两个圆锥形碳纤维构件,每个大约620毫米长,。
碳纤维梁用螺栓固定于发动机悬置件的铝质结构上,其前端通过碳纤维复合材料制成的横梁和水平夹层板与车身壳体结构的其余部分相连接。
新款梅赛德斯-奔驰SLR迈凯轮
全球率先采用碳纤维制成的前端碰撞缓冲构件的量产轿车
车体骨架采用一种Coretex的新型碳素纤维材料,制作过程围绕一种独创的芯料纵横交错地编织碳纤维矩阵,并在真空环境下浇灌环氧树脂流体,从而在固化后形成一种内含多重微型蜂巢的梁构件,从而可以大量吸收撞击能量。
骨架重80kg,车身总重140kg,整车空载自重600kg,
指标:,极速144km/h。
英国的Cranfield大学制作的Aerocarbon概念车
Page*
典型的碳纤维汽车部件
二、碳纤维增强复合材料在汽车工业中的产品应用
hini引擎罩,采用碳纤维+环氧树脂,RTM工艺制造
Page*
典型的碳纤维汽车部件
典型的碳纤维汽车部件
Page*
碳纤维复合材料车门
碳纤维增强热塑性复合材料前端支架
碳纤维复合材料座椅
碳纤维复合材料进气歧管
碳纤维车轮毂
Page*
Page*
CFRP传动轴它不仅减轻了60%的重量,而且具有更好的耐疲劳性和耐久性。
碳纤维传动轴
宝马mini E
车重:1465Kg
0-100Km/h
最高车速150Km/h
续驶里程120-180Km
Page*
宝马mini E电动车碳纤维车身
兰博基尼碳纤维车身结构
Page*
全碳纤维车身的一级方程式赛车
Page*
2003款 Dodge Viper是最早应用碳纤维增强乙烯基SMC部件的量产车(年产量大于10000辆)。
8公斤碳纤维复合材料应用于车身9个部件。
Page*
二、碳纤维增强复合材料在汽车工业中的产品应用
Dodge Viper 短切碳纤维SMC性能表
Page*
Property
Method
Net Shape Molded Specimensa
Specimens Cut From Panel, Machine Direction
Specimens CutFrom Panel, Cross-MachineDirection
Fiber Content (% by weight)
Solvent Wash
55%
Specific Gravity
ISO 1183