结构加强与材料优化设计

结构加强与材料优化设计

刊名：Automotive Engineering International（英）

刊期：2014年第7期

编译：李振国

复合材料零件相比传统钢板构造零件质量至少减轻50%。然而，要达到这种水平并降低成本和提高性能，必须做好细致的优化工作。

之前的复合材料后车门内部结构需要大量的金属增强措施来增加强度、耐久性及零件的尺寸精度。这种设计同时限制了减轻系统质量的可行性。但通过将结构改成铰链式，用于增强作用的金属使用量可大幅降低，如图1。这种结构的另一个益处是增加了第3排头部空间。

由于材料的特性及工艺处理设计方面的优势，可减小零件壁厚，同时也可保证强度和外观造型要求。日产最新开发的外部嵌板材料为热塑性聚烯烃（TPO），由荷兰利安德巴赛尔公司（Lyondellbasell）提供，具有高流动性、高刚度性能。鉴于材料的高流动性，外部嵌板厚度可进一步减小。相比之前产品硬度总体保持不变。这些优化进一步减轻了产品质量，缩短了周期，提高了注塑成型经济性。

内嵌板由含有30%的长玻璃纤维增强型聚丙烯（PP-GF30）注塑成型，并带有色彩。长玻璃纤维具有显著的强度和刚性，同时拥有与短玻璃纤维相同的紧凑特性。通过玻璃尺寸优化和拉挤工艺处理控制，内嵌板可与TPO饰板中非纤维部分进行色彩匹配。