Med den hurtige udvikling af bilindustrien fortsætter den årlige produktion og ejerskab af biler med at stige, hvilket resulterer i, at den globale energikrise og miljøforureningsproblemer fortsætter med at intensivere. Reduktion af kulstofemissionerne for bilers hele livscyklus er blevet et nøgleproblem, som den globale bilindustri skal løse.
World Aluminium Association påpeger, at hver 10 % reduktion i køretøjets masse kan reducere brændstofforbruget med 6 % til 8 %. Samtidig i bilindustrien kan køretøjers letvægt hjælpe traditionelle motorkøretøjer med at reducere brændstofforbruget, eller elektriske køretøjer med at øge kilometertal. Dette er også et af de vigtige midler til at fremme energibesparelse og emissionsreduktion af køretøjer. Blandt forskellige nye letvægts- og højstyrkematerialer, der anvendes i letvægtskonstruktionsdesign, har kulfiberkompositmaterialer åbenlyse fordele ved høj specifik styrke og specifik stivhed. Samtidig har de god varmebestandighed, syre- og alkalikorrosionsbestandighed og lav korrosionsbestandighed. Termisk udvidelseskoefficient, god specifik energiabsorption og andre fordele gør det til det første valg til letvægtsdesign af udvendige og indvendige dele til biler.
Bilhjelmen er en vigtig del af bilens karrosseri og har funktioner som at beskytte motoren og isolere støj. Kulfiberkompositmaterialer bruges til design af bilhjelme, hvilket kan reducere vægten af bilhjelme og effektivt reducere massen af bilens karosseri. Med den hurtige udvikling af kulfiberkomposit-fremstillingsteknologi, procesteknologi og numerisk simuleringsteknologi i ind- og udland har struktur- og procesdesignoptimeringen af kompositemhætter til biler tiltrukket et stort antal forskere til at hellige sig det.
The laminate structure design of the automotive carbon fiber composite hood and the single-layer engineering constants have a significant impact on the overall stiffness of the hood. Duan Chengjin et al. designed a hybrid sandwich structure of carbon fiber and glass fiber laminates (3K carbon fiber plain woven cloth as the surface layer, glass fiber cloth as the internal laminate) for automobile hood components. The quality of the automobile hood components is only It is 2.75kg, which is 4kg lighter than the original metal car hood. The research results show that the interlayer hybrid sandwich structure laminate design achieves controllable cost and the structural strength meets the needs of carbon fiber composite hood laminate structure design. Li Hao used ABAQUS software to conduct computer-aided engineering (CAE) design of the carbon fiber composite hood. Through static model analysis, he found that the four engineering constants (E1, E2, v12, G12) of the carbon fiber composite material single level are closely related to the carbon fiber composite engine. There is a certain correlation between cover stiffness, and the order of its influence is: G12>E2>E1>v12.
Det seneste forskningsobjekt er at bruge en flertrins fælles optimeringsdesignmetode til konceptuelt design, materialeydeevnetestning og procesdesign for endelig at opnå letvægtsdesign af kulfiberkompositemhætter, samtidig med at de opfylder forskellige mekaniske egenskaber og krav til fremstillingsprocessen.
