I compositi rinforzati con fibra di carbonio soddisfano i requisiti di leggerezza dei paraurti automobilistici
Con la scarsità di carenze energetiche e l'inquinamento ambientale, sono stati imposti requisiti più elevati allo sviluppo dell'industria automobilistica. Il corpo leggero è particolarmente importante. I tre modi di alleggerimento sono l'applicazione di materiali leggeri, la progettazione dell'ottimizzazione strutturale e il processo di produzione avanzato, in cui la sostituzione del materiale è considerata il metodo più efficace, i materiali compositi rinforzati con fibra di carbonio sono ampiamente utilizzati nei settori high-tech come aviazione, aerospaziale, corsa ecc. a causa della loro elevata rigidità specifica, resistenza specifica ed eccellenti caratteristiche di assorbimento di energia. Negli ultimi anni, è stato utilizzato anche come materiale leggero nel design leggero di veicoli di nuova energia.
I compositi rinforzati con fibre di carbonio hanno proprietà come l'anisotropia, l'asimmetria di tensione e compressione e gli effetti della velocità di deformazione. La ricerca sulla sua teoria e applicazione è ampiamente riportata. Le prove di compressione quasi-statiche e dinamiche di tubi quadrati compositi rinforzati con fibra di carbonio vengono generalmente eseguite. Vengono analizzati gli effetti della geometria del tubo quadrato, della frazione di volume delle fibre e della velocità di deformazione sulle proprietà di frantumazione e sulle caratteristiche di assorbimento dell'energia. Vengono utilizzati metodi di simulazione numerica e sperimentali. Lo studio di diverse strutture composite rinforzate con fibre di carbonio ha confermato che la selezione dei criteri di fallimento ha un impatto importante sui risultati di previsione delle prestazioni delle strutture composite. Tuttavia, ci sono poche ricerche sul progetto di ottimizzazione di materiali compositi rinforzati con fibra di carbonio applicati all'impatto di resistenza all'urto delle strutture della carrozzeria. Il metodo multi-scala viene utilizzato per ottenere il modello costitutivo del materiale composito rinforzato con fibra di carbonio e lo scheletro del corpo del veicolo elettrico composito rinforzato con fibra di carbonio che soddisfa il requisito di resistenza all'urto è progettato, riducendo così notevolmente la qualità del corpo.
Il sistema di paraurti è il principale elemento portante e di assorbimento di energia nella collisione a bassa velocità della vettura. Svolge un ruolo fondamentale nella protezione di altre parti dell'auto e della sicurezza degli occupanti. Il composto per stampaggio a foglio ad alta resistenza (SMC) viene utilizzato per sostituire le parti originali del paraurti. Il materiale di acciaio si basa sull'analisi di simulazione per ottimizzare lo spessore e la struttura della struttura del paraurti SMC. Sulla base di garantire l'affidabilità, la qualità del paraurti è ridotta del 29% rispetto al paraurti originale in acciaio ad alta resistenza; considerazione completa di crashworthiness e processo di stampaggio È stato progettato un paraurti in lega di alluminio. Lo spessore delle pareti del paraurti è ottimizzato dal design del test composito centrale e dal metodo della superficie di risposta adattativa. Quando si progetta una struttura di paraurti con un materiale composito rinforzato con fibra di carbonio, è necessario considerare le caratteristiche del materiale composito e le caratteristiche di producibilità e sicurezza della struttura del paraurti.
Per studiare i requisiti del design leggero di un certo paraurti per veicoli elettrici e la producibilità della struttura, è stato progettato un paraurti composito a matrice di resina rinforzata con fibra di carbonio integrale e la qualità minima del sistema di paraurti è stata ottimizzata. I metodi, attraverso il metodo di campionamento ipercubo latino, si avvicinano alla tecnologia di modellazione e all'algoritmo genetico al design leggero della struttura del paraurti, al fine di fornire un riferimento per il design leggero del paraurti composito a base di resina rinforzata con fibra di carbonio (CFRP). Sono stati condotti studi per testare le proprietà meccaniche quasi-statiche e dinamiche di materiali compositi a matrice di resina rinforzati con fibra di carbonio. Un paraurti per auto in composito a matrice di resina leggera rinforzata con fibra di carbonio è progettato per le esigenze di progettazione leggera e la producibilità di un paraurti per veicoli elettrici puri. Sulla base della simulazione del metodo degli elementi finiti, l'affidabilità è utilizzata come vincolo. Design leggero e ottimizzato della struttura.
