基于泡沫铝的碳纤维管研究



基于泡沫铝的碳纤维管研究

汽车行业为了减少大量排放CO2对环境造成的影响，通过采用轻质新型材料，并在不损失整车各项性能的前提下可减轻整车质量，从而改善汽车的燃油经济性，这是目前比较可靠的汽车轻量化解决方案。随着技术的进一步发展和供应链的拓展，质量较轻的普通泡沫材料特别是金属泡沫材料在汽车行业中的应用越来越普遍。其中，金属泡沫塑料的显著特性就是具有较高的塑性变形能量，即这种材料结构在一定塑性变形或者破碎的情况下可以吸收较大的冲击能量，并且这种材料具有较轻的质量，材料这两个特性的结合使得其在碰撞安全领域中的应用具有极大的优势。传统意义的汽车安全设计，主要是通过结构设计来实现较高的塑性变形能力，如汽车上很多典型的管式结构，设计工程师希望通过圆管较大的塑性变形来提高其吸收碰撞冲击的能力。而本文应用的泡沫铝是一种具有多样性泡沫结构的多孔材料，可以有效提升结构的吸能能力并扩大汽车结构的设计空间。泡沫材料的特点是有较高的塑性变形能量和较轻的质量，金属铝的加入使得泡沫核心的能量消耗值增加，提高了该材料整体的碰撞吸能能力。本文分别对以泡沫铝材料为核心的碳纤维管和不含泡沫铝材料的碳纤维管进行碰撞冲击试验，以此来探究泡沫铝材料受到冲击后的破碎行为以及其吸收碰撞能量的性能。

Mohamed Eghfaier. SAE 2015-01-0725.

编译：张苏铁