標王 熱搜: 石墨電極  針狀焦  石墨  特種炭素  石墨電極市場年度  負極材料  中鋼吉炭  高純石墨  活性炭  石油焦 
 
當前位置: 首頁 » 資訊 » 市場資訊 » 炭素 » 炭/炭復合材料 » 正文

了解碳纖維復合材料在汽車上的潛力碳纖維汽車配件與各種產品的生產

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-06-04  來源:CSDN  作者:廣東柏霖碳纖維材料
       隨著燃料成本的持續上升和通勤時間的延長,客戶希望獲得更高的每加侖英里數(mpg),并且在購買汽車時通常會將汽油里程作為關鍵因素。
  此外,目前的美國法規規定,到2025年,平均燃油經濟性標準必須達到每加侖54.5英里,比目前所需的35.5英里油耗提高60%。
  制造更省油的車輛的一個潛在途徑是制造更輕質的車輛。根據美國能源部(DOE)的數據,將車輛重量減輕10%可使燃油經濟性提高6%至8%。碳纖維復合材料是最有前途的輕質材料系統之一,可替代汽車上的重鋼。
  除了更輕,碳纖維復合材料還為工程師提供了比傳統材料更多的設計自由度,使他們能夠生產出不同的形狀和結構。然而,碳纖維復合材料并非沒有挑戰。
  材料的性質比金屬更復雜,因為碳纖維復合材料依賴于復雜的特征,例如纖維負載以及由于制造過程而在材料中發生的纖維長度分布和纖維取向。太平洋西北國家實驗室(PNNL)的材料科學家和研究負責人Leonard Fifield博士說,測試也是一項挑戰。
  “碳纖維復合材料與金屬非常不同,因為它不是在整個部件中使用相同的材??料,而是由不同材料的混合物組成,”Fifield說。 “傳統測試碳纖維復合材料的一個挑戰是測試樣品結果的外推。如果您正在制造鋼件,也許您可??以測試一個小型鋼制試樣,您可以知道整個零件的期望值。但是當你有碳纖維增強復合材料零件時,零件中的不同位置可能會有不同的屬性。因此,如果你只是拿一個測試樣本,它可能不代表整個部分的屬性。“
  由于這一挑戰,必須對各個零件進行模塑,生產和測試,以了解性能。由Fifield和其他人在PNNL(美國太平洋西北國家實驗室)領導的工業界和學術界的專家團隊正致力于解決這些問題,開發用于設計新型,經濟且輕質的汽車復合材料的預測性工程工具。
  該研究小組包括來自豐田,一級生產商Magna(麥格納,為世界第三大汽車零部件供應商),長碳纖維材料和技術供應商PlastiComp,建模軟件供應商Autodesk(歐特克有限公司是全球最大的二維和三維設計、工程與娛樂軟件公司)以及伊利諾伊大學,普渡大學和弗吉尼亞理工大學的研究合作伙伴的代表,由DOE(試驗設計)資助車輛技術輕量化材料計劃辦公室。該團隊共同創建了軟件工具,可成功預測復雜碳纖維熱塑性塑料部件的纖維取向和長度分布。
  “美國能源部正在為某類碳纖維復合材料尋找預測工具的示范,”Fifield表示,“我們的目標是展示和驗證現有工具。我們將不同的工藝組合在一起,并展示了它們用于長碳纖維復合材料。像軟件這樣的工具在這個過程中得到了改進。“該軟件旨在向汽車公司商業化,以便更好地了解這些材料的性能。
  使用工程軟件,制造商將能夠“看到”所提出的碳纖維復合材料設計在成型之前的結構特征。這些工具使制造商和汽車零部件設計師能夠以更快的速度試驗和探索新的想法。為了預測模塑部件中的纖維取向和纖維長度分布,模塑長碳纖維部件并提取纖維用于測量。
  然后,研究人員將模擬軟件的預測特性與模塑纖維的測試結果進行了比較,以驗證軟件和模型的準確性。他們發現該軟件工具成功地預測了所有情況下的纖維長度分布和88%的纖維取向。
  他們還分析了長碳纖維組件與標準鋼和玻璃纖維復合材料相比的性能提升和成本。 PNNL發現,所研究的碳纖維增強聚合物復合材料技術可以將汽車車身系統的重量減輕20%以上。然而,他們發現碳纖維部件的生產成本目前高達鋼的10倍。“這些成本與材料本身 - 碳纖維有關 - 也與加工有關,”Fifield解釋道。 “循環時間確實占據了生產零件的成本。”他說,降低成本的一種方法是減少生產時間。
  “對于高性能碳纖維復合材料,它們需要時間來固化,因此如果制造零件需要五分鐘,那么就是汽車生產時間。他們希望能夠在一分鐘或更短的時間內完成任務。這實際上是碳纖維復合材料部件在車輛市場中滲透的障礙。如果你可以在相同的時間內使用相同的設備制造更多的零件,那么每個零件都會更便宜。“費爾菲爾德表示,DOE的研究重點已經從降低碳纖維成本轉為縮短周期時間,這將降低生產成本。
  “現在這是一個活躍的研究領域,”他說。 “你可能會采取一些方法來開發活性樹脂,這種樹脂可以更快地固化,或者在模塑過程中有更多的方法來控制熱量。”使用預測工具更好地優化工藝和結構也可以顯著降低生產成本,為在汽車中更多地使用碳纖維鋪平道路。費爾菲爾德說,下一步是改進預測工具。
  團隊能夠使用該軟件預測零件生產過程的結果,然后預測該零件的剛度。然而,雖然車輛上的許多部件都是剛度驅動的,但更多的部件是強度驅動的,Fifield表示。他說,不了解碳纖維復合材料的強度會導致過度設計和安全限制。
  費希爾德說:“預測強度要復雜得多,而且還沒有這樣的工具。” “這將是本研究的下一步,開發預測力量的工具。我們需要開發工具來預測強度等其他屬性并優化生產過程?,F有的研究需求包括了解過程的熱性質,控制過程,最小化所需的時間和最大化性能。“
 
 
[ 資訊搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 關閉窗口 ]

 

 
市場報價
ICC
 
網站首頁 | 公司簡介 | 網站服務 | 聯系我們 | 鑫欏招聘 | 版權隱私 | 排名推廣 | 廣告服務 | 網站留言 | RSS訂閱 | 滬ICP備11004255號 站點地圖
按字母索引:  a   b   c   d   e   f   g   h   i   j   k   l   m   n   o   p   q   r   s   t   u   v   w   x   y   z 
 
微信福州麻将圈怎么提高胜率 网络兼职什么最赚钱 22选5开奖结果查询 股票分析软件有哪些 燕赵风采排列7一等奖多少钱 抢庄斗牛牛棋牌 股票的k线图基本知 棋牌娱乐注册送28 玩极速时时彩网址 11选5出号精准规律 福彩幸运农场走势图