汽車輕量化研究

1、目 錄,,復(fù)合材料優(yōu)勢分析與技術(shù)發(fā)展趨勢,2,,復(fù)合材料應(yīng)用中技術(shù)問題與探討,3,在歐盟2000/53/EC指令（ELV）已明確要求，針對M1、N1類車2015年整車回收利用率要達(dá)到95%。 我國也將在2013年實(shí)施的汽車回收利用法規(guī)中，要求M1、N1類整車回收利用率85%。我國也將在2013年實(shí)施的汽車回收利用法規(guī)中，要求M1、N1類整車回收利用率85%。,為了滿足汽車回收法規(guī)要求，乘用車企業(yè)普遍采用熱塑性復(fù)合材料，如玻纖增

2、強(qiáng)的PP、PA材料,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,目前汽車常選用玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料，其中以長纖維玻纖復(fù)合材料為主。,,,,Short Fiber Injection,LGF PPLong FiberInjection,Long FiberCompressionDLFT & GMT,ContinuousFiber,Source: innovation for living composite solutions

3、,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,涉及前端模塊、側(cè)門模塊、后尾門骨架、備胎艙、座椅骨架、儀表板骨架、頂棚、底護(hù)板和發(fā)動機(jī)罩蓋等部件,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,目前，國內(nèi)普遍選用機(jī)蓋板、保險杠、后備門、傳動軸等部件，開展碳纖維應(yīng)用。選用環(huán)氧樹脂基材料，以RTM、真空導(dǎo)入等工藝生產(chǎn)的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)材料。同時，國內(nèi)外材料企業(yè)，正在開發(fā)以注塑工藝的PP、PA等熱塑性的碳纖維增強(qiáng)材料,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,Summary

4、 of High Development Body Structure Mass Reductions,,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,,成型工藝簡單，制造成本低。,,密度小、重量輕、耐腐蝕；,,耐沖擊強(qiáng)度高，吸能性好；,,設(shè)計自由度高、可設(shè)計集成；,,材料易回收，可重復(fù)利用；,塑料復(fù)合材料與金屬等其它汽車材料相比具有重量輕、耐腐蝕等優(yōu)勢，符合汽車用材發(fā)展趨勢。因此，塑料及其復(fù)合材料作為輕量化材料在汽車工業(yè)中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

5、,塑 料 料 的 優(yōu) 勢,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,塑料復(fù)合材料越來越多的用來替代傳統(tǒng)金屬材料，成為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化用材主要趨勢之一。,各種材料車身質(zhì)量對比,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,復(fù)合材料一個重要特點(diǎn)——集成性，如下圖，選用復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沖壓成型技術(shù)，可以將多個零部件集成，以汽車前端模塊為例，可將10多個件，集成1個，采用一次性注塑或模壓成形。,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,英國蓮花公司汽車材料

6、用材發(fā)展規(guī)劃與趨勢，其中明確了復(fù)合材料發(fā)展方向。,Resourse: An Assessment of Mass Reduction Opportunities for a 2017 – 2020 Model Year Vehicle Program,,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,德國在國家層面上規(guī)劃的新能源汽車的多材料路線為（超）高強(qiáng)度鋼、鎂合金、鋁合金、玻纖和碳纖復(fù)合材料：,資源來自：中國汽車參考（2011年12月）,2014

7、年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,高效、節(jié)能、短周期、低成本是復(fù)合材料成形技術(shù)重要發(fā)展方向，經(jīng)過前期分析，采用在線注塑和在線模壓工藝，可將生產(chǎn)周期降低30%以上，成本降低10%以上。,,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,汽車零部件生產(chǎn)一般流程如下圖所示：,1）材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)很不完善，目前，供應(yīng)商提供的材料數(shù)據(jù)，僅限于一般的力學(xué)性能、環(huán)境特性及工藝參數(shù)等；2）高速材料性能數(shù)據(jù)、增強(qiáng)材料與基體材料模型、長/短纖維流

8、動特性及分布的一般規(guī)律等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失。,近年來，國內(nèi)復(fù)合材料發(fā)展比較迅速，如杰士杰、俊爾等一大批企業(yè)均已開發(fā)熱塑性復(fù)合材料，國內(nèi)材料企業(yè)、高校等機(jī)構(gòu)對應(yīng)用技術(shù)研究還需要進(jìn)一步完善：,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,以汽車用進(jìn)氣歧管用復(fù)合材料為例，從材料、工藝等方面分析：,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,復(fù)合材料零部件在使用過程中，受到應(yīng)力場、溫度場等復(fù)雜工況條件，該

9、環(huán)境下材料的服役力學(xué)如疲勞性能、蠕變性能等需要系統(tǒng)研究：1）零部件整體的服役性能數(shù)據(jù)和服役性能評價方法；2）交變條件下復(fù)合材料動態(tài)特性及其應(yīng)用技術(shù)；3）復(fù)雜工況下復(fù)合材料/產(chǎn)品的服役行為與失效機(jī)理模式；4）材料的老化與失效機(jī)理、NVH特性及其控制機(jī)理等。,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,2014年汽車復(fù)合材料應(yīng)用研討會,,振動焊接強(qiáng)度與焊接深度的關(guān)系,該圖應(yīng)為以需求帶動，并聯(lián)合材料供應(yīng)商，進(jìn)行