車輛復合材料夾層結構的輕量化設計

車輛復合材料夾層結構的輕量化設計

現代車輛通過使用輕質結構來減輕車重，而復合材料夾層結構具有剛度大、質量輕等突出優點，因此在汽車上得到了廣泛的應用。斯圖加特車輛概念研究所的輕量化和混合設計部門與3A復合材料核心材料機構合作，開發了一種實現汽車輕量化的復合材料夾層結構。夾層結構是由較薄的面板和較厚的芯子膠接而成，其中，面板是主要的承載者，采用強度和剛度都較高的材料，主要承受側向負荷和平面彎矩；而夾芯主要承受剪切力，采用密度較小的材料，起到減輕質量的作用。

對材料和部件進行壓力和平面測試，并根據測試的材料值確定不同載荷下夾層結構的性能。對通用材料夾層結構進行測試并驗證其變形行為，同時檢查夾芯材料對變形行為的影響。以電動汽車底盤結構為研究對象，運用多載荷約束夾層結構輕量化設計方法對其進行輕量化研究，在靜態和動態測試中觀察其結構的變形行為。測試結果表明，由于采用復合材料夾層結構方式設計的結構件具有較高的結構剛度和強度，并具有較高水平的能量吸收能力，因此在保證車輛穩定性的前提下，夾層結構輕量化設計的效果良好。

未來的研究需對夾層材料和結構的性能進行實際的試驗驗證，并需要對泡沫材料、夾芯部件和夾層部件進行更多的測試。此外，還必須檢測匹配的接合技術，以保證夾層結構的性能。

刊名：Materials Science Forum（英）

刊期：2016年第879期

作者：Simon M.Brückmannet et al

編譯：趙喚