论复合材料在现代汽车上的应用
芳纶复合材料
芳纶复合材料芳纶复合材料是一种具有优异性能的高分子复合材料,由芳纶纤维与树脂基体复合而成。
芳纶纤维是一种高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀的合成纤维,广泛应用于航空航天、军工、汽车、船舶等领域。
芳纶复合材料以其优异的性能在各个领域得到了广泛的应用,成为了现代工程材料中的重要一员。
首先,芳纶复合材料具有优异的机械性能。
芳纶纤维本身就具有很高的强度和模量,而且在高温下仍能保持较好的性能,因此芳纶复合材料在强度、刚度和耐热性方面都表现出色。
在航空航天领域,芳纶复合材料可以用于制造飞机的结构件、发动机零部件等,能够大幅减轻飞机自重,提高飞机的载荷能力和燃油效率。
在汽车领域,芳纶复合材料可以用于制造车身结构件,提高汽车的安全性和燃油经济性。
在船舶领域,芳纶复合材料可以用于制造船体结构件,提高船舶的耐久性和航行性能。
其次,芳纶复合材料具有优异的耐腐蚀性能。
芳纶纤维具有很好的耐化学腐蚀性能,能够抵抗酸、碱、有机溶剂等腐蚀介质的侵蚀,因此芳纶复合材料在化工、海洋等领域得到了广泛的应用。
在化工领域,芳纶复合材料可以用于制造储罐、管道、泵等设备,能够保障设备长期稳定运行。
在海洋领域,芳纶复合材料可以用于制造海水处理设备、海洋平台等,能够抵抗海水的腐蚀,保障设备的使用寿命。
最后,芳纶复合材料具有优异的耐高温性能。
芳纶纤维具有很高的熔点和热变形温度,能够在高温下保持较好的性能,因此芳纶复合材料在高温领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域,芳纶复合材料可以用于制造航天器的热屏蔽材料、发动机的隔热材料等,能够保护航天器和发动机在高温环境下的安全运行。
在电力领域,芳纶复合材料可以用于制造电力设备的绝缘材料、高温电缆等,能够保障电力设备的安全运行。
综上所述,芳纶复合材料以其优异的性能在各个领域得到了广泛的应用,对于提高产品的性能、降低产品的自重、延长产品的使用寿命都发挥着重要作用。
随着科技的不断发展,相信芳纶复合材料在未来会有更广阔的应用前景。
复合材料在汽车上的应用
复合材料在汽车上的应用摘要: 概述了纤维增强树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等在汽车上的应用现状,并对复合材料在汽车上的应用前景进行了展望。
国内外现状表明,复合材料在汽车上将有广阔的应用前景,同时,也有很多问题有待解决。
1 树脂基复合材料在汽车上的应用随着汽车工业的飞速发展,节能、环保、安全日益成为当今世界汽车界的研究热点。
汽车轻量化无疑是解决这些问题的最佳途径。
而复合材料具有比模量高、比强度高、耐腐蚀、可设计性强、综合经济效益明显等优点,正日益成为汽车轻量化的首选材料,逐渐受到世界汽车生产商的青睐。
美国作为世界第一大复合材料生产与消耗国,据估算汽车用复合材料年消耗量超过70 万t,通用汽车公司、福特汽车公司、戴姆勒·克莱斯勒公司三大汽车公司以及Mack、Aero-star 等重型车厂,复合材料的使用都取得了明显收效。
在欧洲,复合材料也已经在梅赛德斯-奔驰、宝马、大众、沃尔沃、莲花、曼恩等欧洲汽车公司的各种车型中大量应用。
在中国,虽然目前复合材料年产量已达到180 万t,但在汽车工业中年用量很小,2008 年13 万t,因此具有很大的发展空间和广阔的发展前景。
常用的树脂基复合材料主要是由纤维来增强。
与金属材料相比,纤维增强塑料(FRP) 不仅质量轻、比强度高、耐腐蚀性好,生产工序简单,且能实现大批量生产,因而生产效率高,成本较低。
如果以单位体积计算,生产塑料制件的费用仅为有色金属的十分之一。
另外,FRP 还可使形状复杂的金属部件设计简单化,可将相关零件集成在一个系统零件上,达到复杂零件一次成型的目的。
如福特汽车通过将汽车发动机盖改成模塑件,可有效整合原来11 个金属部件,大大简化了生产过程。
1.1 玻璃纤维增强塑料(GFRP)GFRP 在中国俗称玻璃钢,它不仅质量稳定、资源丰富、成本低,而且吸收冲击能量的性能、耐腐蚀性能较好,降低噪音的效果较好,且设计灵活,因此是目前汽车上应用最多的树脂基复合材料,主要用于发动机、发动机周边部件及车身。
复合材料在汽车上的应用
复合材料在汽车上的应用随着汽车工业的发展,复合材料在汽车上的应用越来越广泛。
相比传统的金属材料,复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐疲劳、噪音低、耐高温等优异性能,因此受到了广泛的关注和应用。
前段大量使用的复合材料之一是碳纤维复合材料。
这种材料具有高强度、低密度、耐高温、耐腐蚀等优点,可制成车身、座椅、悬挂系统等零部件,以减轻汽车重量,提高燃油经济性。
许多高性能跑车、超级跑车以及电动车都使用了碳纤维车身,以提高车辆的动力性能和续航里程。
碳纤维还可以用于制造轮毂、刹车盘、变速箱、发动机纵梁等高强度部件,以提高汽车的性能和安全性。
除了碳纤维复合材料外,另一种较为常见的材料是玻璃纤维复合材料。
这种材料可以制成车身板、前保险杠、后保险杠、引擎罩等外壳结构件,具有较好的耐撞击性和仿真效果。
由于玻璃纤维复合材料的成本较低,应用领域比碳纤维复合材料更为广泛。
除了车身和外壳结构件之外,复合材料还可以用于汽车底盘、悬挂系统、排气系统、内饰件等零部件。
碳纤维增强聚酰亚胺材料可以用于制造悬挂系统的上下臂等部位,以提高汽车的行驶稳定性和操控性能。
而玻璃纤维复合材料可以用于制造排气系统的中段管道和消音器等部位,以降低噪音和提高耐腐蚀性。
复合材料内饰件如门板、座椅罩、天窗罩等,也可以用来美观、轻量化、提高舒适性。
通过使用复合材料,汽车的零部件重量可降低30%至70%,有助于提高燃油经济性并降低排放。
在未来,复合材料在汽车上的应用将会更加广泛。
同时也要注意复合材料的加工和生产成本,以及回收再利用问题,进一步推动汽车工业的绿色环保发展。
随着科技的不断发展,复合材料在汽车工业的应用前景越来越广阔。
在汽车行业中,除了玻璃纤维和碳纤维复合材料,还有许多其他类型的复合材料,如复合材料板材、复合材料密封件等,都可以应用到汽车的不同部位。
复合材料板材可以用来替代金属板材,制成车门、车顶、引擎罩、尾门或后盖等车身结构件。
这种板材在抗撞击性、耐腐蚀性、耐热性和耐疲劳性等方面都具有优良性能,同时也比同等强度的金属材料更轻,可以减轻车辆的总重量,提高燃油经济性和行驶稳定性。
汽车中的复合材料
复合材料在汽车中的应用一、汽车用复合材料简洁概述随着全球能源危机、环境污染等问题的重视,汽车对于重量、噪声、耗油等方面的要求的越来越高。
另一方面,高档轿车的附加功能越来越多,又会增加轿车质量。
汽车的轻量化会可以降低油耗、节省能源、保护环境、改善汽车性能。
图一展现了各类不同汽车的车重和它们的百公里油耗比照状况。
从图中可以看出汽车车重平均削减100kg,汽车的百公里油耗削减0.7L。
值得提示的是,汽车部件的能耗可以从三个方面考察:原材料能耗、加工能耗和运载能耗,图一所示的只是运载能耗。
汽车轻量化设计最有效的途径就是更换新材料。
在现代的众多材料之中,聚合物基复合材料具有比强度和比模量高、耐疲惫、本钱低、减振和降噪性能良好、耐腐蚀和尺寸稳定等优良性能,生产耗能只有钢材的50%-60%,是Al、Mg 材料的70%・80%, 其实不仅是聚合物基复合材料具有以上几点特点,用复合材料替代传统材料,普遍表现出质量小、耐腐蚀、易修补、噪声小、燃油消耗低、成型工艺便利、易回收采用,已广泛应用与制造汽车车身、车门、发动机罩、油底壳、保险杠、板弹簧和驱动轴等。
例如: 美国的Pontiac Fiero轿车采纳纤维增加塑料车身,车重削减了80%o下面概述一下各种复合材料在汽车上面的应用。
金属基复合材料在汽车上的应用:目前应用与汽车工业的金属基复合材料主要有AI或Mg基的颗粒或者短纤维增加的材料,特点是:比强度和比刚度高,耐磨性好,导热性好,热膨胀系数低。
金属基复合材料适合制造汽车的制动器耐磨件,如制动盘等。
现在的汽车制动盘大多采纳铸铁制图一:汽车能耗与重量关系造,但是用铝基复合材料替代铸铁可以减重50%-60%,同时制动距离短,提高导热系数,制动过程中的大量的热量能够散发出去,提高了抗热震性能。
在反复连续制动的工况下外表温度基本维持在450℃,而铸铁刹车盘外表温度高达700C,止匕外,摩擦系数更为稳定。
金属基复合材料还广泛用于制造轻质连杆和活塞。
复合材料在汽车轻量化中的应用
复合材料在汽车轻量化中的应用嘿,大家好,今天咱们聊聊复合材料在汽车轻量化中的应用。
听到“复合材料”,你可能会觉得有点高深莫测,但其实它们就像是汽车的“减肥药”,能让车子变得更轻,更灵活,开起来也更省油。
说到轻量化,这可不是随便说说,轻了之后,汽车的性能可是大大提升,真的是事半功倍。
想象一下,开着一辆轻盈的车在马路上飞驰,那感觉可真爽啊!复合材料就是帮助实现这种感觉的魔法材料。
它们通常由两种或两种以上的材料组合而成,形成一种新型的材料,兼具强度和轻便。
这就像是把钢铁的坚固和塑料的轻便结合在了一起,真是妙不可言。
你可能会问,这些材料到底有哪些呢?比如碳纤维、玻璃纤维等等,都是近年来汽车制造中炙手可热的明星。
说到碳纤维,它可是个牛叉的家伙,虽然价格偏贵,但轻得要命,强度却爆表。
简直就是赛车手的最爱,想想在赛车场上飞速驰骋,那一瞬间,真是让人热血沸腾。
再说玻璃纤维,这家伙更是性价比之王,轻而且便宜,简直是大众化的选择。
像一些家庭轿车,都开始用这种材料来减轻车身重量。
减重的好处不止于此,轻量化还意味着更好的燃油经济性。
这年头,油价像过山车一样,让人心惊胆战。
如果汽车能轻一点,跑起来更省油,钱包也能轻松一点,真是一举两得。
这就好比吃了“减肥药”,看着体重秤上的数字一点一点往下掉,心里那个乐啊,甭提多爽了。
复合材料的好处还不止于此。
它们的耐腐蚀性可谓一绝,开车的时候难免遇到风吹日晒,车身表面难免会受到侵害。
这时候,复合材料的抗氧化能力就显得尤为重要。
就像是给车子穿上了一层保护膜,轻松应对各种恶劣天气,真是名副其实的“铁打的汉子”。
不过,大家也要知道,复合材料的生产工艺可不是那么简单。
它们需要特殊的设备和技术,制造过程中也得小心翼翼,才能确保材料的性能和质量。
这就好比做菜,材料新鲜、火候掌握得当,才能做出一盘色香味俱全的佳肴。
聊到这儿,咱们也得提提汽车行业的趋势。
随着环保意识的增强,越来越多的车企开始关注轻量化这一领域,纷纷投入资源研发新型复合材料。
复合材料在汽车行业的应用研究
复合材料在汽车行业的应用研究在当今汽车工业的快速发展中,复合材料凭借其独特的性能优势,逐渐成为汽车制造领域的重要材料。
复合材料不仅能够减轻车辆重量、提高燃油效率,还能增强汽车的安全性和耐久性。
本文将对复合材料在汽车行业的应用进行深入研究。
一、复合材料的特点与分类复合材料是由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的材料组合而成的一种多相固体材料。
其特点主要包括高强度、高刚度、低密度、良好的耐腐蚀性和抗疲劳性能等。
常见的复合材料在汽车行业的应用主要有纤维增强复合材料和聚合物基复合材料。
纤维增强复合材料如碳纤维增强复合材料(CFRP)和玻璃纤维增强复合材料(GFRP),具有优异的力学性能。
聚合物基复合材料则以其良好的成型性能和成本优势,在汽车内饰和非结构部件中得到广泛应用。
二、复合材料在汽车车身结构中的应用汽车车身是复合材料应用的重要领域之一。
采用复合材料制造车身结构,可以显著减轻车身重量,从而提高燃油经济性和降低尾气排放。
例如,一些高端汽车品牌已经开始使用碳纤维增强复合材料来制造车身框架和覆盖件。
碳纤维的高强度和低重量特性,使得汽车在保持结构强度的同时,大幅降低了整车重量。
此外,玻璃纤维增强复合材料也常用于车身部件的制造,如保险杠、车门和引擎盖等。
这些部件在碰撞时能够吸收能量,提高汽车的被动安全性。
三、复合材料在汽车动力系统中的应用在汽车动力系统中,复合材料也发挥着重要作用。
例如,复合材料可以用于制造发动机缸体、缸盖和曲轴等部件。
这些部件需要具备高强度、耐高温和良好的耐磨性,而复合材料的性能能够满足这些要求。
同时,复合材料还可以用于制造涡轮增压器叶片和排气管等部件。
由于其良好的耐热性和耐腐蚀性,能够延长部件的使用寿命,提高动力系统的可靠性。
四、复合材料在汽车内饰中的应用汽车内饰对于舒适性和美观性有着较高的要求,复合材料在这方面也有着出色的表现。
聚合物基复合材料可以制成各种形状和颜色的内饰部件,如仪表板、座椅靠背和中控台等。
复合材料在汽车上的应用
采用CFRP后,可以使原来通过中间轴承连接的两根金属传动轴用一
根CFRP传动轴取代。与钢材相比,不仅可减轻60%的重量,而且具有
很好的耐疲劳性和耐久性。美国福特公司进行了大量的CFRP应用试 验,所有研究结果均表明CFBP具有作为汽车材料的优良特性。例如, 用CFRP制造的板簧零件强度高、模量大、热膨胀系数小,减磨性好, 质量只有14ks,比现有材质减轻76%。但由于成本太高,CFRP零件尚 未实现批量生产。专家推测,只有当碳纤维降到6.61 l美元钕时,才 有可能在汽车工业中推广应用碳纤维复合材料。一旦解决了成本问 题,就在汽车行业中使用大量的CFRP,应用组件包括发动机系统中
板)。与其他国家相比,我国用玻璃钢汽车部件较少,产品主要包括保
险杠、阻流板、车顶盖、电瓶托架、太阳能电池盖等,主要由手糊法或 RTM法,劳动生产率低,产品质量难以提高。近年来,随着汽车相关部 件国产化和国产车型的改进和更新,越来越多的汽车开始使用玻璃钢 部件,大量应用在汽车上的玻璃钢复合材料将是中国汽车工业发展的 必然趋势。 1.2碳纤维增强塑料(CFRP)。CFRP是汽车轻量化最理想的材料。用 CFRP取代钢材制造车身和底盘构件,可减轻质量68%,油耗下降 40%。CFRP在汽车匕应用比较成功的—个实例是美国摩里逊公司生 产的CFRP汽车传动轴,该传动轴应用于通用汽车公司载重汽车上。
【2】王东川,刘启志,柯枫.碳纤维增强复合材料在汽车上的应用叨.汽 车工艺与材料,2005(4):206.
万方数据
民蕾科技2014年第6期
科技论坛
复合材料在汽车上的应用
刘明 (黑龙江省农垦建三江管局七星农场交通科,黑龙江建三江156300)
摘要:国内外现状表明,复合材料在汽车上将有广阔的应用前景,同时,也有很多问题有待解决。
植物基本复合材料在汽车行业的应用
植物基本复合材料在汽车行业的应用:
植物基本复合材料在汽车行业的应用主要包括以下几个方面:
1.植物纤维增强复合材料:植物纤维如大麻、亚麻、竹子等具有强度高、耐腐蚀、可降解等优点,被广泛用于制备汽车
零部件。
这些材料不仅可以降低汽车重量,提高燃油效率,还有助于减少碳排放。
例如,宝马汽车公司曾经在电动i3的门板上添加了大麻衬里,以减轻重量并增强耐用性。
国内关于PLA在汽车行业的应用研究也较晚,但推广迅速。
2.生物基塑料:生物基塑料由可再生资源的植物纤维与聚合物混合制成,这种材料坚固、耐热,具有较高的强度和耐久
性,同时还可以生物降解。
生物基塑料在汽车行业中用于发动机罩下部件以及汽车制造和运输过程中使用的地毯、地垫、室内装潢和保护性包装等内饰部件。
某些PLA具有高达140°C的耐热性、抗冲击性、抗紫外线性、高光泽度、出色的着色性和尺寸稳定性。
3.植物油:植物油如菜籽油和葵花籽油等可用于生产生物柴油,替代传统的化石燃料。
生物柴油具有可再生、环保、碳
排放少等优点,在汽车行业中被广泛应用。
复合材料在汽车工业中的应用
复合材料在汽车工业中的应用汽车,这一现代社会中不可或缺的交通工具,大家都不陌生。
咱今天不说它那炫酷的外观设计,也不讲它那强劲的动力系统,而是来聊聊复合材料在汽车工业里那些有趣又实用的应用。
我记得有一次,我去参加一个汽车展览会。
在展览会上,各种各样的汽车琳琅满目,让人目不暇接。
其中有一辆车特别吸引我的注意,它的车身线条流畅,颜色亮丽,关键是走近一瞧,才发现它使用了大量的复合材料。
要说这复合材料啊,那可真是汽车工业的“新宠”。
为啥这么说呢?首先,复合材料重量轻。
这就好比一个人背着重重的书包跑步,累得气喘吁吁,而一旦把书包里没用的东西扔掉,那跑起来就轻松多了。
汽车也是一样,用了复合材料,车身变轻了,油耗也就降低啦,不仅省钱,还环保。
再说说它的强度吧。
复合材料的强度那可真是杠杠的!就像我们建房子用的钢筋混凝土,既坚固又耐用。
汽车在行驶过程中,难免会遇到各种碰撞和冲击,这时候复合材料就能发挥大作用,保护车内人员的安全。
还有啊,复合材料的耐腐蚀性也特别出色。
想象一下,一辆车常年暴露在风吹雨打、日晒雨淋的环境中,如果材料不耐腐蚀,那用不了多久就会锈迹斑斑,变得惨不忍睹。
但有了复合材料,这些问题就迎刃而解啦。
在汽车的内饰方面,复合材料也有大展身手的机会。
比如说座椅,采用复合材料制作的座椅,不仅坐起来舒适,而且还具有良好的透气性和耐磨性。
还有仪表盘、中控台等部件,使用复合材料能让它们的质感和外观都更上一层楼。
另外,复合材料在汽车的发动机部件中也有应用。
发动机可是汽车的“心脏”,工作环境那是相当恶劣,高温、高压、高磨损。
而复合材料的耐高温和耐磨性能,正好能满足发动机的需求,提高发动机的工作效率和寿命。
总之,复合材料在汽车工业中的应用那是越来越广泛,给汽车带来了诸多的好处。
就像我在车展上看到的那辆车,正是因为有了复合材料的加持,才显得如此与众不同。
相信在未来,随着技术的不断进步,复合材料会在汽车工业中发挥更加重要的作用,让我们的汽车变得更轻、更强、更舒适、更环保!。
碳纤维复合材料在汽车上的应用
碳纤维复合材料在汽车上的应用
1. 碳纤维复合材料在汽车上的应用
碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics),通常
称为碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Polymer),是一种复合材料,由碳纤维和塑料树脂组成,两者的结合可以增加材料的强度和刚度。
碳纤维复合材料具有比金属更强的强度,更低的密度和低的热膨胀系数,因此成为汽车生产和制造过程中的理想材料。
碳纤维复合材料在汽车上的应用主要是替换金属件,减轻车辆的总重量,提高汽车性能和能源效率。
此外,由于碳纤维复合材料的耐热性和耐冲击性较高,因此在汽车结构和悬挂部件上的应用越来越广泛。
碳纤维复合材料用于汽车上的应用包括:
(1)悬挂部件:碳纤维复合材料在悬挂部件上的应用,可以替
换传统的金属部件,使汽车总重量及外观重量大幅度减少,同时还提高了汽车的行驶稳定性和可靠性;
(2)汽车车身:碳纤维复合材料可以用于汽车车身,可以替换
传统的金属部件,减轻汽车重量,同时还改善了汽车质量,提高汽车的节油效率;
(3)车内座椅:碳纤维复合材料可以用于车内座椅,具有较强
的强度及刚度,可以对抗较大的冲击力,改善乘客的安全保护,同时减少质量。
总的来说,碳纤维复合材料的应用可以使汽车总重量大幅度减少,
提高汽车性能和能源效率,改善汽车质量,具有重要的社会意义。
复合材料在汽车的应用
复合材料在汽车的应用在汽车制造中,复合材料主要应用于车身、底盘、发动机等重要部件。
其主要好处在于具有较高的比强度、较低的比重和良好的抗腐蚀性能。
下面将就几个典型的应用领域进行详细介绍。
首先,复合材料在汽车车身方面应用广泛。
由于复合材料具有较高的比强度和较低的比重,可以显著降低车身重量,提高汽车的燃油经济性能。
此外,复合材料车身还能够提供更好的碰撞安全性能,增加车辆乘坐者的安全性。
许多高档汽车品牌已经采用了碳纤维复合材料来制造车身,使得车辆更加轻盈且具有更好的驾驶性能。
其次,复合材料在底盘方面也有广泛应用。
底盘是汽车的重要组成部分,承担着车身和发动机的重量以及悬挂系统的负荷。
复合材料底盘具有较高的刚度和强度,能够提供更好的悬挂系统性能和操控稳定性。
此外,复合材料底盘还具有较好的吸震性能,能够减少驾乘者的颠簸感和疲劳感,提高车辆的乘坐舒适性。
第三,发动机部件中的复合材料应用也越来越多。
例如,复合材料可以用于制造发动机罩和进气道等部件,以提高发动机的性能和效率。
由于复合材料具有较低的热膨胀系数和较高的抗热稳定性,可以有效降低发动机在高温条件下的变形和热裂纹的发生。
此外,复合材料材质还能提供更好的隔音和隔热效果,减少发动机噪音对驾乘者的干扰。
此外,复合材料也可用于制造汽车内饰部件,如仪表盘、门板等。
由于复合材料具有良好的成型性能和表面质量,能够制造出更加精细和美观的内饰部件。
与传统的塑料材料相比,复合材料具有更高的耐磨损性和耐划伤性能,能够提高内饰部件的使用寿命。
综上所述,复合材料在汽车制造中有着广泛的应用,能够显著改善汽车的性能和重量。
随着技术的不断进步,相信复合材料在汽车制造中的应用将会更加广泛,为我们带来更安全、更环保和更高性能的汽车。
碳纤维复合材料在汽车上的应用
碳纤维复合材料在汽车上的应用随着科技的不断进步和人们对汽车性能和安全性的要求不断提高,碳纤维复合材料作为一种轻质高强度材料,在汽车制造领域得到了广泛的应用。
它具有重量轻、强度高、刚性好、耐腐蚀、抗疲劳等优点,可以显著提升汽车的性能和安全性。
碳纤维复合材料在汽车车身上的应用可以有效减轻整车重量,提高燃油经济性。
相比传统的钢铁材料,碳纤维复合材料的密度只有其1/4,同时强度却是钢铁的5倍以上。
因此,将碳纤维复合材料应用于汽车车身结构中,可以明显减轻整车重量,提高车辆的加速性能和燃油经济性。
据研究显示,每减轻100公斤的车身重量,可以使车辆燃油消耗量降低6%至8%。
碳纤维复合材料的高强度和优异的刚性使得汽车更加稳定和安全。
由于碳纤维复合材料具有优异的抗拉强度和抗压强度,可以有效提升车身结构的刚性和强度。
这不仅可以降低车辆在碰撞事故中的变形程度,保护车内乘客的安全,同时还可以提高车辆的操控稳定性,减少行驶中的侧倾和颠簸,提升驾驶舒适性。
碳纤维复合材料还可以应用于汽车底盘和悬挂系统中,改善悬挂系统的性能。
传统的钢铁底盘和悬挂系统容易受到路面颠簸和冲击的影响,降低了车辆的操控性和舒适性。
而碳纤维复合材料具有较好的弹性模量和抗疲劳性能,可以有效减震和吸收道路冲击,提升车辆的悬挂系统性能,使乘坐更加平稳舒适。
碳纤维复合材料还可以应用于汽车制动系统中,提高制动性能。
由于碳纤维复合材料具有良好的导热性能和耐高温性能,可以有效降低制动系统的温度,并提高制动片的稳定性和耐磨性。
这不仅可以提高制动系统的响应速度和制动效果,还可以延长制动片的使用寿命,提高整车的安全性能。
碳纤维复合材料还可以应用于汽车内饰件中,提升车内的质感和舒适性。
碳纤维复合材料具有良好的外观质感和触感,可以用于制作方向盘、座椅、中控台等内饰件,使整个车内焕然一新,提高驾乘的舒适感和品质感。
碳纤维复合材料在汽车上的应用具有广泛的前景和潜力。
它不仅可以减轻整车重量,提高燃油经济性,还可以提高车辆的稳定性、安全性和舒适性。
复合材料在现代汽车工业中的应用与发展.pptx
1.1 什么是复合材料?
再生树脂复合材料
第五代复合材料战机
复合材料电缆支架
verton复合材 料
pvd复合材料
印度复合材料 武装直升机
1.1 什么是复合材料?
复合材料的应用
①航空航天领域 可用于制造飞机机翼和前机身、卫星 天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载 火箭的 壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。 ②汽车工业 可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、 发动机架及其内部构件。 ③化工、纺织和机械制造领域 可用于制造化工设备、 纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等 ④医学领域 可用于制造医用X光机和矫形支架等。也 用作生物医学材料。此外,还用于制造体育运动器件 和用作建筑材料等。
不足之处:模具制造复杂,投 资较大。
1.3 复合材料著名生产企业
1麦格纳:加拿大汽车供应
商Magna公司与加拿大政府的 研发组织——国家研究委员会 (简称NRC)于2009年底结 成伙伴关系,旨在支持加拿大 汽车工业研发安全、经济、环 境友好和燃料效率高的“新一 代”车辆。双方将在加拿大安 大略省康科德创建一个 Magna-NRC复合材料优胜中 心,重点研发热塑性复合材料 汽车零部件。
图1 手糊成型工艺示意图
缺点:生产效率低,生产周期长,工作环境 差。生产的汽车零部件的质量往往不够稳定
图2 手糊成型工艺流 程
喷射成型
将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分 别从喷枪两侧喷出,同时将切断的玻 纤由喷枪中心喷出,使其与树脂在空 间均匀混合后沉积到模具上。沉积到 一定厚度时,用压辊滚压使纤维浸透 树脂,排除气泡,经常温固化后成型 为汽车复合材料制品。也被称为“半 机械手糊成型工艺” 缺点:产品的均匀度取决于操作人员的 熟练程度;制品强度较低;阴模成型 比阳模成型难度大,小型制品比大型 制品生产难度大;生产现场工作环境 恶劣,环境污染程度一般均大于其他 的工艺方法。
聚合物基复合材料在汽车工业中的应用
Material Sciences 材料科学, 2016, 6(6), 315-321 Published Online November 2016 in Hans. /journal/ms /10.12677/ms.2016.66041文章引用: 周玉敬, 杨涛, 范广宏. 聚合物基复合材料在汽车工业中的应用[J]. 材料科学, 2016, 6(6): 315-321.Applications of Polymer Composites on AutomotivesYujing Zhou, Tao Yang, Guanghong FanAdvanced Manufacture Technology Center, China Academy of Machinery Science &Technology, BeijingReceived: Oct. 8th , 2016; accepted: Oct. 30th , 2016; published: Nov. 2nd , 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractCharacteristics and process of polymer composites are presented. Applications of composite ma-terials on auto industry are also elaborated. In the end, the development trend of automotive composite materials is discussed. KeywordsAutomotives, Polymer Composites, Applications, Development聚合物基复合材料在汽车工业中的应用周玉敬,杨 涛,范广宏机械科学研究总院先进制造技术研究中心,北京收稿日期:2016年10月8日;录用日期:2016年10月30日;发布日期:2016年11月2日摘 要本文阐述了聚合物基复合材料的特点,介绍了复合材料在汽车工业中的应用现状,并讨论了汽车用复合材料的发展前景。
复合材料在汽车领域中的应用
一、成型工艺
我们知道,汽车复合材料是一种可设计的材料, 能够方便地实现整体综合优化设计。其中汽车复 合材料制造工艺的可设计性带给了汽车复合材料 制造行业无穷的想像力和创新机会。目前,我们 己知的汽车复合材料制造工艺技术就多达几十种,
并且还处于不断的创新发展之中。由于篇幅有限,
本次就汽车复合材料主要且常用的3种加工工艺和
复合材料助汽车工业腾飞
汽车为适应现代社会的需要,正朝着轻量化、安全、节 能、高速、低公害和长寿方向发展。汽车轻量化的目的是节 能和减轻排放污染。同时环境保护已成为可持续发展战略必 不可缺少的条件.而复合材料的发展趋势正朝着延长使用期 以及可再生的方向发展。 复合材料是由两种或两种以上不同的材料通过各种工艺 手段组合而成.各个组成材料在性能上起协同作用.得到单 一材料无法比拟的优越的综合性能。它具有刚度大、强度高、 质量轻等特点,可根据使用条件进行设计和制造.以满足各 种特殊用途.从而极大地提高了工程结构的性能。总得来说, 复合材料具有以下功能:① 比强度和比模量高。②化学稳定 性优。③减摩、耐磨、自润滑性好。④ 高韧度和高抗热冲击 性、耐热性好,并具有导电和导热性。
在汽车领域的应用
主讲:刘伟 小组成员:张玲、陈艳华、贺诗阳、刘闯宇、 梁洁、汤科、李凌琰、彭双庆
复合材料
全球汽车制造商的发展现状
目前,全球汽车和卡车制造商都更为迫切 面临的同一个问题:生存。全球经济衰退, 无数工厂破产,裁员,降低生产数量。根据 汽车数据公司报告显示,2008年,美国轻型 卡车和轿车的新车销售量与2007年地区的汽车销量是过去15年以来, 最差的一年,其中,西班牙记录在案的最大 销售跌幅达到了-28.1%,在英国达到11.3% 的跌幅。
二、材料选择
1、树脂
玉米芯-木质素复合材料在汽车制造中的应用探讨
玉米芯-木质素复合材料在汽车制造中的应用探讨在当今社会,汽车已经成为了人们生活中必不可少的交通工具。
汽车的性能和质量对于消费者来说是非常重要的决定因素。
随着科技的不断进步,汽车的材料也在不断地发展和创新。
玉米芯-木质素复合材料就是一种新型的汽车材料,它的独特性能使其在汽车制造中受到越来越多的关注。
本文将探讨玉米芯-木质素复合材料在汽车制造中的应用。
一、玉米芯的特性玉米芯是指玉米穗上中心的部分,是一种废弃物料。
但是玉米芯却具有很多优点。
首先,它可以再生利用,充分利用了农业副产品,符合可持续发展的理念。
其次,玉米芯材料结构紧密,强度高,抗压抗弯性能强。
同时,它的密度小,质量轻,阻尼性好,具有较好的吸声性和隔热性。
二、木质素的特性木质素是植物的主要成分之一,在树木和木质的植物中含量较高。
木质素的分子结构独特,含有大量的环节和侧链,与其他聚合物不同。
因此,它具有很多独特的特性。
首先,木质素具有很强的抗氧化性,抗紫外线性能好,能够有效地抵御气象条件的侵蚀。
其次,木质素具有很强的机械强度和硬度,是一种理想的结构材料。
同时,它还具有很好的耐热性和阻燃性。
三、玉米芯-木质素复合材料玉米芯-木质素复合材料是由玉米芯和木质素两种材料组合而成的一种复合材料。
它的物理性质和化学性质优异,成本低廉,具有很高的实用价值。
玉米芯可以起到填充剂的作用,增加材料的体积和厚度,同时提高材料的隔热性能和吸声性能。
木质素可以起到强化剂的作用,增加材料的机械强度和耐热性能。
四、玉米芯-木质素复合材料在汽车制造中的应用1. 内饰材料玉米芯-木质素复合材料可以用于汽车内饰材料,如门板、仪表盘、座椅背板等。
它可以有效地提高汽车内的隔音性能和舒适性,同时具有很好的抗紫外线性能和耐热性能。
2. 外饰材料玉米芯-木质素复合材料也可以用于汽车外饰材料,如车身、行李架等。
它具有很高的硬度和机械强度,能够有效地抵御外界条件的侵蚀,同时还具有很好的阻燃性能,能够有效地保护车辆和乘客的安全。
复合材料在汽车领域的应用文章
复合材料在汽车领域的应用文章
复合材料是由两种或两种以上的不同材料通过一定的方式组合成的材料,具有轻质、高强、高刚度等优点。
随着技术的不断发展,复合材料在汽车领域的应用也越来越广泛。
首先,在汽车外壳方面,复合材料可以替代传统的钢铁材料,有效减轻汽车重量,减少二氧化碳排放。
如今,越来越多的汽车厂商开始采用碳纤维等复合材料制造轻量化车身,与传统钢板相比,重量可以减轻20%-30%。
同时,复合材料的高强度和冲击吸收性能也可以提高汽车的安全性能。
其次,在汽车内饰方面,复合材料也有着广泛应用。
目前市场上的汽车座椅、仪表盘和门板等内饰件往往采用聚合物材料,而聚合物材料与金属材料相比,不仅具有更好的加工性能和表面饰面效果,而且还可以满足节能环保的要求。
最后,在汽车发动机领域,复合材料也发挥着越来越重要的作用。
发动机舱内的涡轮增压器、进气管道和排气管道都是复合材料的应用领域。
与金属材料相比,复合材料具有更好的耐热性能和降噪性能,能够有效提高发动机的性能表现。
总之,复合材料在汽车领域的应用已经成为趋势。
它不仅可以提高汽车的性能和安全性,还可以减少排放和节能环保,具有广阔的市场前景。
但同时也需要不断探索新的复合材料工艺和应用领域,让汽车制造更加安全、环保、高效。
碳纤维复合材料在汽车领域中的应用
碳纤维复合材料在汽车领域中的应用在现代社会中,汽车已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
随着科技的不断发展和变革,汽车的制造材料也不断更新换代,其中碳纤维复合材料应用已然成为了趋势。
今天,我们就讲解一下碳纤维复合材料在汽车领域中的应用。
一、碳纤维复合材料基础介绍碳纤维是一种由炭素构成的纤维束,由于碳的物理化学性质优异,使得碳纤维具有非常好的强度和刚度。
将其与树脂等材料复合而成的碳纤维复合材料因其轻质、高强度和优质的性能而被广泛应用于各个领域。
二、碳纤维复合材料在汽车领域的应用①机车构件材料在汽车制造中,碳纤维复合材料得到广泛应用,其中车轮、车门、座椅等机构构件材料等制品大量使用碳纤维复合材料。
②汽车外饰件随着消费者品位的提高,车辆外观的重要性日益凸显。
碳纤维复合材料相对于传统的材料,更加轻薄,更易于塑型,同时外观也更加漂亮,亮丽的外观也是碳纤维复合材料在汽车制造领域日益广泛应用的原因。
③引擎舱材料汽车引擎舱内饰件的材料对整个汽车的品质以及高速行驶中的稳定性影响巨大,碳纤维复合材料在该领域的应用更加明显。
由于碳纤维复合材料具有更好的耐高温性能,可以作为的机车制造引擎上的重要组成部分,应用效果显著。
④汽车底盘材料随着城市中的交通越来越拥堵,路况越来越恶劣,汽车走在路面上需要承受更大的冲击压力。
碳纤维复合材料深受汽车制造厂家的青睐,研发出了吸音隔热、吸能减振等功能的碳纤维复合材料汽车底盘,为汽车制造提供更加坚实、稳定的基础材料。
总结:碳纤维复合材料在汽车制造中的应用已经不断迈进了新的阶段。
作为一种轻质、高强的优质材料,碳纤维复合材料的出现已经代表汽车制造进入了新的时代。
未来,随着技术的不断发展,碳纤维复合材料应用在汽车制造中的地位还将继续提升。
新能源汽车金属基复合材料的应用
新能源汽车金属基复合材料的应用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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论复合材料在现代汽车上的应用【摘要】本论文主要介绍了复合材料在现代汽车上的应用,随着汽车工业的不断发展,节能、安全、轻量化将成为未来汽车的主要发展方向,而具有刚性大、强度高、重量轻等特点的复合材料正好顺应了汽车的发展趋势,因此,研究复合材料在汽车产业的应用就变得尤为重要。
复合材料在汽车上的广泛应用,必将导致未来汽车材料的巨大革新,本文将探讨复合材料在汽车应用领域的广泛前景和发展趋势。
关键词:现代汽车复合材料趋势Abstract:This paper mainly introduced composite materials in modern automotive applications, with the continuous development of auto industry, energy saving, safety and lightweight will become the main development direction of future automobiles, and rigidity, high strength, light weight etc. Characteristics of composite materials just go with the car, therefore, the development trend of composite materials in automobile industry research and the application becomes especially important. Composite materials in the car on the widespread application, will cause the great future automotive materials, this paper discusses innovation composite materials in automobile application fields and the development trend of the extensive prospect.Key words:modern automobile;composite materials;trend目录1 复合材料的概念、分类及性能特点 (3)1.1复合材料的概念 (3)1.2复合材料的分类 (3)1.2.1 按其组成分类 (3)1.2.2 按其结构特点分类 (3)1.3复合材料的性能特点 (4)1.3.1 高的比强度和比模度 (4)1.3.2 抗疲劳性能好 (4)1.3.3 良好的破裂安全性能 (4)1.3.4 优良的高温性能 (4)1.3.5 减震性能好 (4)1.3.6 成型工艺简便灵活及可设计性强 (4)2 复合材料在汽车上应用的优势 (5)2.1减轻整车重量 (5)2.2可设计性强 (5)2.3缩短开发周期 (5)2.4耐冲击性 (6)2.5耐腐蚀性和耐化学药品性好 (6)2.6投资小更新快 (6)3 复合材料在汽车工业中的应用现状及发展状况 (6)3.1玻璃钢/复合材料在汽车工业中的应用现状 (6)3.1.1 汽车玻璃钢/复合材料应用概况 (6)3.1.2 欧美等发达国家汽车玻璃钢/复合材料的应用现状 (7)3.1.3我国汽车玻璃钢/复合材料的应用现状 (10)4 复合材料在我国汽车工业中的应用前景及发展 (12)4.1我国汽车复合材料的应用前景 (12)4.2我国汽车复合材料的发展 (13)结束语............................................. 错误!未定义书签。
谢辞................................................ 错误!未定义书签。
参考文献. (14)1 复合材料的概念、分类及性能特点复合材料是一种新型的工程材料,它具有一系列其他材料不具备的优点,它的出现,开辟了一条发展新材料的重要途径。
1.1 复合材料的概念复合材料,是由两种或两以上的物理和化学性质不同的物质经一定方法合成而得到的一种新的多相固体材料。
各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组种成材料而满足各种不同的要求。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
1.2 复合材料的分类复合材料是一种混合物。
在很多领域都发挥了很大的作用,代替了很多传统的材料。
1.2.1 按其组成分类金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。
1.2.2 按其结构特点分类复合材料按其结构特点又分为:纤维复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料。
(1)纤维复合材料:将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。
如纤维增强塑料、纤维增强金属等。
(2)夹层复合材料:由性质不同的表面材料和芯材组合而成。
通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。
分为实心夹层和蜂窝夹层两种。
(3)细粒复合材料:将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。
(4)混杂复合材料。
由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。
与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。
分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。
1.3 复合材料的性能特点1.3.1 高的比强度和比模度比强度、比模度高,对要求减轻自重和高速运转的结构和零件是非常重要的,碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度是钢的7倍、比模度是钢的4倍。
1.3.2 抗疲劳性能好由于纤维复合材料对缺口、应力集中敏感性小,而且纤维和基体界面能够阻止和改变裂纹扩展方向,因此复合材料有较高的疲劳极限。
研究表明,碳纤维复合材料的疲劳极限可达抗拉强度的70% ~ 80%,而一般金属材料的疲劳极限只有抗拉强度的40% ~ 50%。
1.3.3 良好的破裂安全性能纤维复合材料中有大量独立的纤维,平均每立方厘米面积上有几千到几万根纤维,当纤维复合材料构件由于超载或其他原因使少数纤维断裂时,载荷就会重新分配到其他未断裂的纤维上,因而构件不致在短期内发生突然破坏,故破裂安全性好。
1.3.4 优良的高温性能由于增强纤维的熔点均很高,而且在高温条件下仍然可保持较高的高温强度,故用它们增强的复合材料具有较高高温强度和弹性模度。
1.3.5 减震性能好结构的自振频率与材料的比模量的平方根成正比,而复合材料比模量高,其自振频率也高,高的自振频率就不容易引起工作时的共振,这样就可避免因共振而产生的早期破坏。
同时复合材料中纤维及基体间的界面具有吸振能力,因此它的振动阻尼很高。
1.3.6 成型工艺简便灵活及可设计性强对于形状复杂的构件,根据受力情况可以一次整体成型。
减少了零件、紧固件和接头数目,材料利用率较高。
例如日产布尔巴特汽车前端板,用钢板制造时由20多个零件组成,而用纤维增强塑料复合材料,则用7个零件就可以。
2 复合材料在汽车上应用的优势由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。
而复合材料在汽车上应用的主要优势有:2.1 减轻整车重量复合材料密度较小,如树脂基复合材料的密度一般不超过2g/cm3。
汽车重量减轻,提高了燃油经济性,从而带来更小的功率需求,驱动引擎和悬挂装置,进而减少冲击危险。
统计结果表明,汽车重量每减轻100kg,意味着行驶时能节省燃油0.7L/110km。
除了对汽车的各种零部件结构进行优化设计和改进外,采用高性能轻质材料也是实现汽车轻量化的一条重要途径。
据估计,碳纤维复合材料的应用和使汽车车身,底盘的重量减轻40%-60%,相当于钢结构重量的1/3-1/6。
英国材料系统实验室曾对碳纤维复合材料的减重效果进行研究,结果表明,碳纤维增强聚合物材料的车身仅重172kg,而钢制车身重量则为368kg。
2.2 可设计性强复合材料增强用的纤维是柔软的,树脂是可以流动的。
这表明,在制造过程中,它们可以再形成所需性状后再复合固化,制成最终制件。
对于曲面性状的汽车构件,当用具有一定厚度的钢板冲压成型时,其曲面的形状往往受到限制,而使用复合材料时,比较易于制成各种形状的曲面,从而达到空气动力学设计和美观方面的要求。
同时,复合材料的课设计性非常强,根据产品结构和受力情况,通过调整纤维的取向,织物的组织结构,排列的方式等,就可制成满足不同要求的制品。
2.3 缩短开发周期复合材料用品往往是材料制造与产品成型同时完成。
通过合理的磨具设计,可将不同厚度的零件,凸起部,筋,棱等全部一体成型,而用金属板则比较困难,且生产效率低,难以保证制件的精度。
例如日产“布尔巴特”汽车前端板,用钢板制造时需20多个零件组长,而用复合材料用7个零件就能够实现。
据报道,当产量为2万件/a时,采用金属材料的投产准备期为15个月,而复合材料仅为6个月。
福特公司的研究报告称,复合材料可将零部件减为原来的80%,而加工费用比钢材降低60%,粘结费用则比焊接减少25%-40%,且树脂复合材料结构件具有极好的韧性和抗冲击性能,还能通过设计实现一些特殊的性能要求。
2.4 耐冲击性以聚合物为基本的纤维复合材料由于本身特有的结构,震动衰减系数大,因此在受冲击时能够吸收大量的冲击能,有利于提高人身安全。
2.5 耐腐蚀性和耐化学药品性好汽车上的许多部件都能承受机油,刹车油,汽油,汽车传动液等化学品的腐蚀,以及高温,严寒,盐雾等恶劣环境,传统的金属材料难以保证不同使用环境下性能的一致性和寿命,但复合材料制品不存在生锈和被腐蚀问题。
2.6 投资小更新快随着新材料,新技术不断进入汽车行业,汽车的更新速度越来越快。
传统的金属材料加工困难,巨大的模具,工装投资已难以适应更新换代的需要。
而复合材料加工周期短,模具工装的变动较容易,因而投资较小,这正好适应了现代社会对汽车多样化,更新快的需要。
3 复合材料在汽车工业中的应用现状及发展状况作为构成汽车以塑代钢的重要轻量化材料——玻璃钢/复合材料,与汽车节能、环保、安全有着密不可分的关系。
采用玻璃钢/复合材料制造汽车车身壳体及其他相关部件,是使汽车轻量化最有效的途径之一;玻璃钢/复合材料的问世,为汽车造型设计提供了重要的变革条件,利用其设计自由度大和成型方便的特点为汽车产品的造型、功能增添了新奇与美感,实现汽车车身流线型的设计理念;同时,玻璃钢/复合材料还具有安全、低噪音、保温隔热等优良性能。