碳纖維電動汽車引擎蓋的設計和制造

聚合物增強復合材料（FRP）是近年來研究較多的一種新型材料。本文介紹了在使用玻璃鋼制造電動汽車前罩的情況下，為輕量化底盤和提高自主性所取得的效果。介紹了碳纖維/環氧樹脂在模具設計階段、三維造型、材料設計和前罩制造中的應用，得到了模具零件中CFRP零件的良好表面。這將復制模具表面并具有非常好的準確性。在碳纖維片的后部，波浪表面通常用于VARTM（The Vacuum Assisted Resin Transfer Mould）技術。所獲得的增強度在重量分數中為64%。前罩的設計適用于CFRP部件。引擎蓋的形狀為復合材料的典型設計。零件的表面邊緣和脊適配，通過半徑圓弧連接。在臨界邊緣沒有觀察到氣泡或增強材料的損壞。碳纖維織物在模具上采用原始的處理方式。與金屬薄板厚度為0.5mm的型鋼相比，復合材料引擎蓋的縱向剛度增加了52%，橫向剛度增加了8%，扭轉剛度增加了30%(模擬結果)。前罩CFRP材料的密度為 1450kg/m3，重量為 3 880g。比較0.5mm厚鋼的引擎罩重量為9 400g，從0.8mm厚的鋁合金重量為8 120g。如果我們將復合材料罩蓋的重量與金屬件的重量進行比較，其比鋼制件的重量減少69%，而比鋁合金罩蓋的重量下降了53%。用于制造電動車引擎罩的復合材料具有顯著的重量減輕。這對電動車輛的質量降低有很大的貢獻，并增加了汽車的自主性。獲得引擎罩的制造技術通常用于高性能CFRP領域。得到的復合結構均勻，強度增加了64%。在沒有孔隙的情況下，碳/環氧樹脂的表面看起來很好。有限元分析的汽車前罩機械結構表明，該復合材料的設計符合標準的靜態試驗的要求。