美汽车研究中心铝混合材料车顶轻量化研究报告

2019-7-17 15:12 442 0 来自: 汽车轻量化在线
简介
【汽车轻量化在线】美国汽车研究中心(Center for Automotive Research,CAR)发布的车顶轻量化研究旨在突出混合材料减少质量的可能性。2011年本田雅阁采用270MPa的低碳钢车顶作为研究的原型,因为该组件具有应用多材 ...

【汽车轻量化在线】美国汽车研究中心(Center for Automotive Research,CAR)发布的车顶轻量化研究旨在突出混合材料减少质量的可能性。

2011年本田雅阁采用270MPa的低碳钢车顶作为研究的原型,因为该组件具有应用多材料解决方案的潜力。车顶由12个部分组成,包括车顶板、车顶横梁(roof bows)、车顶纵梁和集管。该组件重22.5千克(49.4磅)并使用点焊和粘合剂连接。

项目团队最终选择了三个概念用于研究。在减重效果和性能对比方面将所有三个概念与原型进行比较,并使用计算机辅助工程方法进行研究,包括有限元分析和实验设计。

概念1是100%钢解决方案,其使用压制硬化或第三代钢(分别为1,500 MPa和980 MPa)用于大多数结构。车顶和车顶横梁之间使用点焊和粘接。该概念使质量减少了5千克(11磅),约为22%。

概念2采用混合材料策略,其中铝用于车顶板,钢用于纵梁,玻璃纤维复合材料用于车顶横梁。结构使用粘合剂连接到车顶表皮(roof skin),交互式部件和MIG焊接连接到车顶纵梁。除了实现39%(8.8千克,或19.4磅)的质量减少之外,铝混合材料设计在除了扭转刚度达到了原雅阁规格的78%之外,其他所有方面均达到或改进了雅阁的性能 。

概念3采用了类似的混合材料设计,并与概念2相结合,用碳纤维代替铝制车顶板。该设计将质量减少了9千克(19.8磅),即40%。尽管与铝混合材料方案相比质量减少略高,但碳纤维概念显示出成本增加。此外,碳纤维解决方案没有达到相同的性能水平,仅达到研究目标的74%。

完整报告内容如下:

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