在汽车发动机罩中引入复合材料

在汽车发动机罩中引入复合材料

汽车的前半部分比较重，后半部分较轻。主要是因为发动机和动力总成位于汽车的前端。如果汽车的前部质量可以减轻，汽车可以更平衡，也可以减少CO2排放。因此，本文主要研究如何在发动机罩中引入复合材料，重点是减轻质量，同时满足发动机罩的性能要求，重点考虑行人安全和发动机罩刚度有关的需求。行人安全是一项复杂的需求，要保证在碰撞时，发动机罩能够吸收一部分能量，从而使行人不至于受伤。通过研究大量的文献，可以得知，发现有3种材料适合制成发动机罩。碳纤维增强环氧树脂（CFRP）/聚氯乙烯（PVC）泡沫夹芯材料、铝/聚碳酸酯夹芯材料、Hybrix微夹芯材料。在哥德堡沃尔沃汽车公司（VCC）的落地塔设施中进行冲击试验。在这三种材料中，由于项目的时间限制，只能选出两种材料，未包括铝/聚碳酸酯夹芯材料。根据VCC和ASTM标准对不同材料样品进行三点弯曲试验，以确定发动机罩的刚度。测量不同材料发动机罩样品的耐冲击性和刚度，并与VCC中的电流阀芯中使用的铝材料进行比较。结果表明，CFRP/PVC泡沫夹层材料制成的发动机罩在冲击试验中吸收的能量最少。吸收的能量仅在材料的弹性区域，结构不具有塑性变形的能力。但是这种结构可以减轻质量，比目前的铝材料轻约24%。Hybrix微夹芯材料与钢结合吸收了大量的能量，但比目前的铝材料重27%。

刊名：Department of Materials and Manufacturing Technology（英）

刊期：2017年第174期

作者：J.Schulz et al

编译：野晨晨