我們這期碳纖維制品為大家介紹的碳纖維復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用,車輛某些零配件使用碳纖維復(fù)合材料可以使整車得到輕量化,碳纖維材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、剛性大、共振頻率小等優(yōu)勢被合理利用,推行汽車輕量化更是一種節(jié)能環(huán)保的舉措。
在保證安全的基礎(chǔ)上,碳纖維復(fù)合材料的使用可以保證汽車得到足夠的剛度。剛度指的是材料抵抗外力變形的能力,通常在車身開發(fā)中特指材料在屈服前的彈性特性,良好的剛度是整車NVH性能、車輛動(dòng)力性能和疲勞耐久性能的基礎(chǔ),常見的評判指標(biāo)有車身扭轉(zhuǎn)剛度等。剛度與材料的彈性模量相關(guān),基本上材料種類確定,彈性模量也就確定了,所以可以說,使用碳纖維材料加工汽車車身,可以滿足車輛對剛度的需要,能加強(qiáng)車輛抵抗外力變形的能力。
汽車需要一定的強(qiáng)度等級來滿足車身碰撞安全性、耐沖擊性等,強(qiáng)度與材料的屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度相關(guān),為了提升車子的安全性能,現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)大量采用高強(qiáng)度鋼材就是這個(gè)原因,而我們都知道鋼材料的強(qiáng)度只有碳纖維材料的1/4,所以也是用作汽車部件的好材料。
其次是耐久性,汽車的可靠性、耐用性就是基于此進(jìn)行評估的。車輛零件受長期交變載荷后維持功能的能力決定著車輛的使用壽命及使用安全,一般金屬材料的疲勞破壞是沒有明顯征兆的突發(fā)性破壞,而碳纖維復(fù)合材料具有良好的耐疲勞性,而且破壞前有明顯的征兆。
眾多碳纖維制品中,碳纖維復(fù)合材料高性能汽車零件的開發(fā)一直在不斷進(jìn)行中,其主要應(yīng)用于車輛的外殼與相關(guān)零部件,提高車輛安全性能的同時(shí),更具有環(huán)保性能。因?yàn)樵谡囕p量化的前提下,重量每降低10%,燃油效率可提高6%-8% ,重量減少100公斤,百公里油耗可降低0.3-0.6升,二氧化碳排放量每千米可減少約5g,于減少污染,節(jié)約能源是十分有利的。