在汽車發(fā)動機罩中引入復合材料

汽車的前半部分比較重，后半部分較輕。主要是因為發(fā)動機和動力總成位于汽車的前端。如果汽車的前部質(zhì)量可以減輕，汽車可以更平衡，也可以減少CO2排放。因此，本文主要研究如何在發(fā)動機罩中引入復合材料，重點是減輕質(zhì)量，同時滿足發(fā)動機罩的性能要求，重點考慮行人安全和發(fā)動機罩剛度有關的需求。行人安全是一項復雜的需求，要保證在碰撞時，發(fā)動機罩能夠吸收一部分能量，從而使行人不至于受傷。通過研究大量的文獻，可以得知，發(fā)現(xiàn)有3種材料適合制成發(fā)動機罩。碳纖維增強環(huán)氧樹脂（CFRP）/聚氯乙烯（PVC）泡沫夾芯材料、鋁/聚碳酸酯夾芯材料、Hybrix微夾芯材料。在哥德堡沃爾沃汽車公司（VCC）的落地塔設施中進行沖擊試驗。在這三種材料中，由于項目的時間限制，只能選出兩種材料，未包括鋁/聚碳酸酯夾芯材料。根據(jù)VCC和ASTM標準對不同材料樣品進行三點彎曲試驗，以確定發(fā)動機罩的剛度。測量不同材料發(fā)動機罩樣品的耐沖擊性和剛度，并與VCC中的電流閥芯中使用的鋁材料進行比較。結果表明，CFRP/PVC泡沫夾層材料制成的發(fā)動機罩在沖擊試驗中吸收的能量最少。吸收的能量僅在材料的彈性區(qū)域，結構不具有塑性變形的能力。但是這種結構可以減輕質(zhì)量，比目前的鋁材料輕約24%。Hybrix微夾芯材料與鋼結合吸收了大量的能量，但比目前的鋁材料重27%。

刊名：Department of Materials and Manufacturing Technology（英）

刊期：2017年第174期

作者：J.Schulz et al

編譯：野晨晨