Otomobil endüstrisinin hızla gelişmesiyle birlikte, otomobillerin yıllık üretimi ve mülkiyeti artmaya devam ediyor, bu da küresel enerji krizinin ve çevre kirliliği sorunlarının yoğunlaşmaya devam etmesine neden oluyor. Otomobillerin tüm yaşam döngüsü boyunca karbon emisyonlarının azaltılması, küresel otomobil endüstrisinin çözmesi gereken önemli bir sorun haline geldi.
Dünya Alüminyum Birliği, araç kütlesindeki her %10'luk azalmanın yakıt tüketimini %6 ila %8 oranında azaltabileceğine dikkat çekiyor. Aynı zamanda otomotiv endüstrisinde araçların hafifletilmesi, geleneksel motorlu araçların yakıt tüketimini azaltmasına veya elektrikli araçların kilometre performansını artırmasına yardımcı olabilir. Bu aynı zamanda araç enerji tasarrufunu ve emisyon azaltımını teşvik etmenin önemli araçlarından biridir. Hafif yapı tasarımında kullanılan çeşitli yeni hafif ve yüksek mukavemetli malzemeler arasında, karbon fiber kompozit malzemeler, yüksek spesifik mukavemet ve spesifik sertlik gibi belirgin avantajlara sahiptir. Aynı zamanda iyi ısı direncine, asit ve alkali korozyon direncine ve düşük korozyon direncine sahiptirler. Termal genleşme katsayısı, iyi spesifik enerji emilimi ve diğer avantajlar, onu otomobilin dış ve iç parçalarının hafif tasarımında ilk tercih haline getiriyor.
Kaporta, araç gövdesinin önemli bir parçasıdır ve motoru koruma, gürültüyü izole etme gibi işlevlere sahiptir. Otomobil kaputlarının tasarımında, otomobil kaputlarının ağırlığını azaltabilen ve araç gövdesinin kütlesini etkili bir şekilde azaltabilen karbon fiber kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Karbon fiber kompozit üretim teknolojisinin, proses teknolojisinin ve sayısal simülasyon teknolojisinin yurt içinde ve yurt dışında hızla gelişmesiyle birlikte, otomobil karbon fiber kompozit kaportalarının yapısal ve proses tasarım optimizasyonu, çok sayıda araştırmacının kendilerini bu konuya adamalarını sağlamıştır.
The laminate structure design of the automotive carbon fiber composite hood and the single-layer engineering constants have a significant impact on the overall stiffness of the hood. Duan Chengjin et al. designed a hybrid sandwich structure of carbon fiber and glass fiber laminates (3K carbon fiber plain woven cloth as the surface layer, glass fiber cloth as the internal laminate) for automobile hood components. The quality of the automobile hood components is only It is 2.75kg, which is 4kg lighter than the original metal car hood. The research results show that the interlayer hybrid sandwich structure laminate design achieves controllable cost and the structural strength meets the needs of carbon fiber composite hood laminate structure design. Li Hao used ABAQUS software to conduct computer-aided engineering (CAE) design of the carbon fiber composite hood. Through static model analysis, he found that the four engineering constants (E1, E2, v12, G12) of the carbon fiber composite material single level are closely related to the carbon fiber composite engine. There is a certain correlation between cover stiffness, and the order of its influence is: G12>E2>E1>v12.
En son araştırma hedefi, çeşitli mekanik özellikleri ve üretim süreci gereksinimlerini karşılarken karbon fiber kompozit davlumbazların hafif tasarımını nihayet elde etmek için kavramsal tasarım, malzeme performans testi ve süreç tasarımından oluşan çok aşamalı bir ortak optimizasyon tasarım yöntemini kullanmaktır.
