天然纖維復(fù)合材料汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩

刊名：Composites Part B Engineering（英）

刊期：2016年第91期

作者：Haseung Lee et al

編譯：谷盛豐

對(duì)使用天然纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制造汽車部件的關(guān)注度越來(lái)越高。介紹了使用天然亞麻纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩。將采用亞麻/乙烯基酯復(fù)合材料制造的發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)與金屬發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，利用商業(yè)有限元軟件對(duì)使用天然亞麻纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制造的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)安全可靠、穩(wěn)定性和質(zhì)量進(jìn)行分析。通過(guò)結(jié)構(gòu)測(cè)試表明，所設(shè)計(jì)的天然纖維汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)是可以應(yīng)用的。

為了評(píng)估所設(shè)計(jì)和制造的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩原型，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。將所設(shè)計(jì)和制造的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩放置在0.3m和0.9m的試驗(yàn)臺(tái)上并加載，測(cè)量其應(yīng)變和撓度。為了模擬空氣動(dòng)力學(xué)載荷，應(yīng)用了兩點(diǎn)集中荷載法，進(jìn)行了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)的靜態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)，并與分析模型進(jìn)行比較。結(jié)構(gòu)應(yīng)變分析考慮了集中載荷。試驗(yàn)結(jié)果顯示，將載荷加到最大為止，發(fā)動(dòng)機(jī)罩沒(méi)有發(fā)生如嚴(yán)重?fù)p壞、局部損壞、剝離、分層、局部屈曲等故障，結(jié)構(gòu)應(yīng)變分析誤差范圍為2%～11%。該模型的預(yù)測(cè)值與測(cè)量值非常一致。結(jié)構(gòu)應(yīng)變?cè)囼?yàn)評(píng)估結(jié)果確定了所設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)的安全性。

分析了亞麻/乙烯基酯天然纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能，并采用這種天然纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩環(huán)保結(jié)構(gòu)件。采用真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑（VARTM）自動(dòng)加工工藝制造這種天然纖維復(fù)合材料汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩，并測(cè)試其力學(xué)性能。通過(guò)對(duì)該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩的力學(xué)性能分析表明，使用天然亞麻纖維復(fù)合材料制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩，其結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性可以滿足要求。