CFRP在汽車(chē)輕量化中的應(yīng)用

性能碳纖維屬于新型纖維材料，因其具有含碳量豐富、高強(qiáng)度、高模量等優(yōu)勢(shì)，可以將其應(yīng)用于多種領(lǐng)域，在嚴(yán)苛的環(huán)境下也可完美發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。從上表可以看出碳纖維復(fù)合材料的密度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)汽車(chē)制造工業(yè)中所用金屬材料的密度，將其應(yīng)用于汽車(chē)制造工業(yè)中可以在極大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，并且可以增加汽車(chē)行駛速度。WHITEDEW白露碳纖維復(fù)合材料的剛性以及吸能性可以保證汽車(chē)在行駛過(guò)程中的安全，通過(guò)震動(dòng)阻尼可以在整體范圍內(nèi)改善噪音對(duì)人類(lèi)的干擾，從而提升駕駛員的舒適度，將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于汽車(chē)制造工業(yè)中可以有效降低生產(chǎn)成本，并增加設(shè)計(jì)美感。WHITEDEW應(yīng)用輪轂徐作文等人對(duì)碳纖維前車(chē)門(mén)做了分析計(jì)算。經(jīng)仿真分析，碳纖維前車(chē)門(mén)的模態(tài)、剛度、強(qiáng)度、碰撞侵入量和速度相比金屬車(chē)門(mén)均得到了明顯的提升，并且重量降低了54.94%，實(shí)現(xiàn)了碳纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)目的的要求。輪轂輪轂在汽車(chē)的構(gòu)件中占有較大比重，通過(guò)輪轂可以承受汽車(chē)全部的重量，因此，汽車(chē)的制造過(guò)程中對(duì)于輪轂的要求極高，需要輪轂具有較強(qiáng)的抗沖擊性，除此之外，還應(yīng)具有較好的安全性以及耐磨性，通過(guò)碳纖維復(fù)合材料制造的輪轂在滿足要求的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化發(fā)展。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，汽車(chē)的重力越大，慣性越大，即重力與慣性成正比關(guān)系，由碳纖維復(fù)合材料制造的輪轂可將慣性降至最低，且保持良好的性能。車(chē)身構(gòu)件將碳纖維復(fù)合材料與傳統(tǒng)金屬材料進(jìn)行對(duì)比可知，復(fù)合材料的比強(qiáng)度及比剛度明顯高于普通金屬材料。在相同結(jié)構(gòu)強(qiáng)度條件下，采用碳纖維復(fù)合材料制作汽車(chē)零部件，其質(zhì)量可減輕50%，對(duì)于汽車(chē)的動(dòng)力學(xué)性能具有重要提升作用。剎車(chē)片碳纖維復(fù)合材料具有較多優(yōu)良特性，主要包括:

(1)其摩擦系數(shù)維持在0.35～0.40，具有良好的穩(wěn)定性及合適性，可保證汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中處于平穩(wěn)狀態(tài);(2)該材料的耐熱溫度可高達(dá)2500℃，并且具有較強(qiáng)的耐濕熱性及不易老化性，與傳統(tǒng)金屬材料相比，碳纖維復(fù)合材料不存在熱損耗問(wèn)題;(3)該材料的耐油、耐水以及耐腐蝕等性能，使其成為制造剎車(chē)片的理想材料，被廣泛應(yīng)用于剎車(chē)片的制造領(lǐng)域。傳動(dòng)軸為保證汽車(chē)的穩(wěn)定運(yùn)行，要求傳動(dòng)軸應(yīng)具有良好的傳動(dòng)能力、耐疲勞性等優(yōu)勢(shì)。而碳纖維復(fù)合材料獨(dú)特的各向異性、比強(qiáng)度高等特點(diǎn)，將該材料應(yīng)用于傳動(dòng)軸中，可將傳動(dòng)軸的質(zhì)量減至原來(lái)的一半以上。在各項(xiàng)條件均相同的情況下，將該材料與傳統(tǒng)金屬材料相比，其扭