汽車復(fù)合材料解決方案——v-wenkub
2023-05-22 00:45:50 本頁面
【正文】 公司面向全球 推出 旗下第一款全電動汽車 i3，其車身創(chuàng)造性地采用了全碳纖維復(fù)合材料， 大幅 減輕了整車質(zhì)量 ，在抵消蓄電池組重量的同時，又符合安全標(biāo)準(zhǔn)。 長纖維復(fù)合材料（ LFT）由于沒有經(jīng)過增強(qiáng)的 SMC 等短切纖維復(fù)合材料，具有更強(qiáng)的抗沖擊性和耐用性，更低的質(zhì)量，更短的成型周期和更好的回收性，因此自上世紀(jì) 80 年代推出以來越來越多受到汽車工業(yè)的青睞，在全球汽車工業(yè)得到高速的增長，長纖維復(fù)合材料目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車的防撞內(nèi)桿、前端框架、儀表盤骨架、座椅骨架等結(jié)構(gòu)件和半結(jié)構(gòu)件。 二、 當(dāng)前汽車復(fù)合材料存在的問題 復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用長期以來主要集中于 F1 賽車、高檔跑車等高端領(lǐng)域，近年來，隨著輕量化的逐漸普及，一些電動及混合動力的車型逐漸面世，大眾型的車輛上復(fù)合材料壓力逐漸提高。樹脂基復(fù)合材料也稱為纖維增強(qiáng)塑料 （ CFRP） , 它是以合成樹脂為基體 , 以纖維為增強(qiáng)材料 , 經(jīng)成型技術(shù)形成的一種新型復(fù)合材料。研究表明，約 75%的油耗與整車質(zhì)量有關(guān)，降低汽車質(zhì)量就可有效降低油耗及排放。為保證汽車工業(yè)的健康發(fā)展，各國針對汽車工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的三大問題，制定了相應(yīng)的法規(guī)。包括油耗法規(guī)、正碰和側(cè)碰的安全法規(guī)，以及排放法規(guī)各國汽車工業(yè)認(rèn)為：滿足各項嚴(yán)格法規(guī)要求極為有效的手段是采取高強(qiáng)度輕量化材料，以使?jié)M足汽車輕量化降低油耗和排放的同時，保證汽車的安全性法規(guī)要求。目前，大量研究表明，汽車質(zhì)量每下降 10%，油耗下降 8%，排放下降 4%。與鋼鐵材料鋁合金等傳統(tǒng)材料相比 , 樹脂基復(fù)合材料具有質(zhì)量小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、減振性能好、可設(shè)計性強(qiáng)易于加工等優(yōu)點 , 在汽車工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 中國的汽車工業(yè) 直到最近幾年 才真正開始接觸和引入與國際水平較為接近的塑料件和復(fù)合材料新技術(shù) , 隨著輕量化概念的深入推廣，復(fù)合材料在國內(nèi) 迎來了以消化吸收為主要目標(biāo)的新發(fā)展時期 , 并在實踐中逐漸獲得了中國汽車工業(yè)的認(rèn)可。 據(jù)統(tǒng)計，汽車行業(yè)已經(jīng)占據(jù)了長纖維復(fù)合材料消費的 80%。 復(fù)合材料設(shè)計無有效的設(shè)計手段及工具 復(fù)合材料是一種“ 可設(shè)計” 的材料 , 通過改變纖維或基體可以在極大范圍內(nèi)設(shè)計材料的性能 , 但因其制造過程復(fù)雜 , 使好的設(shè)計無法實現(xiàn)，或不能以合理的成本制造出來，傳統(tǒng)設(shè)計方法、手段和技術(shù)的局限性，已經(jīng)嚴(yán)重的阻礙了設(shè)計效率的提高，設(shè)計水平的提升，無法縮短設(shè)計周期。但由于 CAE 的幾何建模功能的局限性，在該軟件中進(jìn)行復(fù)合材料鋪層的定義費時費力，十分不便，尤其是在進(jìn)行設(shè)計更改時，操作相當(dāng)繁瑣，而且容易發(fā)生錯誤。因此亟需一種復(fù)合材料設(shè)計軟件為 CAE 提供鋪層設(shè)計數(shù)據(jù)和真實的纖維方向數(shù)據(jù)，以充分發(fā)揮 CAE 軟件的使用價值，提高復(fù)合材料部件的設(shè)計質(zhì)量，減少設(shè)計成本。 西門子復(fù)合材料解決方案涵蓋了復(fù)合材料前期的概念設(shè)計、有限元分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、中期的詳細(xì)鋪層設(shè)計，鋪層鋪敷性分析，工藝設(shè)計，工裝設(shè)計，后期的工程圖紙，自動下料數(shù)據(jù)、激光投影數(shù)據(jù)，自動鋪帶數(shù)據(jù)， RTM 數(shù)據(jù)等。 FiberSIM 可以完全集成于用戶已有的 CAD（ NX UG, CATIA,PROE） 系統(tǒng)中，使 CAD 系統(tǒng)成為高性能的設(shè)
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