碳纖維汽車防撞梁的應(yīng)用優(yōu)勢
汽車防撞梁作為保險(xiǎn)杠的主要部件,是低速碰撞中最重要的承載和吸能部件,可以保護(hù)乘客以及其附近的部件。汽車使用過程中發(fā)生的低速碰撞現(xiàn)象比較多,對汽車防撞梁在低速碰撞時(shí)耐撞性能的研究是提高汽車被動(dòng)安全性的重要內(nèi)容。
汽車安全性和輕量化是當(dāng)今汽車發(fā)展的重要方向,以汽車安全性為基礎(chǔ)進(jìn)行輕量化研究具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。碳纖維復(fù)合材料具有密度小、比強(qiáng)度高、比模量大、碰撞吸能良好等優(yōu)點(diǎn),對于汽車輕量化具有重要的意義。
現(xiàn)有的碳纖維汽車零部件包括碳纖維汽車防撞梁、碳纖維汽車座椅骨架、碳纖維汽車門框架、電動(dòng)汽車碳纖維動(dòng)力電池箱體等等,不同的應(yīng)用部位,體現(xiàn)出不同的應(yīng)用優(yōu)勢。
碳纖維在汽車防撞梁中的應(yīng)用優(yōu)勢非常明顯。例如張鑫、趙曉昱等人的《汽車用碳纖維復(fù)合材料前防撞梁的輕量化與優(yōu)化設(shè)計(jì)》(《玻璃鋼/復(fù)合材料》2019年8月)中將某車型的鋼制前防撞梁采用復(fù)合材料進(jìn)行替換,實(shí)驗(yàn)證明碳纖維防撞梁的最大吸能量比鋼制的多24.78J,最大碰撞力也比鋼制的少19.54KN; 質(zhì)量是鋼制防撞梁的22.3%,比吸能是鋼制防撞梁的4.8倍,碳纖維防撞梁吸能特性較好而且輕量化效果顯著。雖然碳纖維防撞梁的最大位移比鋼制防撞梁的稍大,但最大值在許可值以內(nèi),正面低速碰撞時(shí)能很好地保護(hù)縱梁及之后的部件不受破壞。
總體而言,在減輕重量2/3的情況下,碳纖維防撞梁的低速碰撞性能要優(yōu)于鋼制防撞梁。
總體而言,在減輕重量2/3的情況下,碳纖維防撞梁的低速碰撞性能要優(yōu)于鋼制防撞梁。