胶粘聚合物-金属汽车发动机罩

胶粘聚合物-金属汽车发动机罩

Andre Camboa et al.SAE 2016-01-0350.

编译：王祥

采用轻质材料替代原本的金属材料是实现汽车轻量化的一种主要方法。提出了一项开发新材料发动机罩的工程，旨在通过使用聚双环戊二烯替代原本的金属材料车身覆盖件，在保证覆盖件力学性能的前提下，实现汽车轻量化。对这种替换带来的成本效益、质量减轻和结构完整性进行了评价。

该项目主要考虑将聚双环戊二烯应用在汽车发动机罩上，发动机罩尺寸为1090×550×80mm。为了保证发动机罩具有足够的结构强度，仍使用金属材料制造发动机罩框架。由于不同的框架结构所表现的结构强度不同，因而共设计了3种不同的框架结构，如图1所示。为了保证项目研究结果的可用性，需要考虑金属材料框架的选择以及聚双环戊二烯类型的选择。考虑金属材料的力学性能，主要选择EN10152 DC04+ZE钢和AW 5754-H111铝合金。由于Telene®1650系列聚双环戊二烯具有易于调整的密度和力学性能，因而将其作为项目材料。为保证金属材料和聚双环戊二烯的连接，采用甲基丙烯酸甲酯作为胶粘剂连接。

采用有限元仿真方法对3种不同金属框架材料构成的发动机罩的结构进行结构强度和质量分析。仿真结果表明：第1种框架结构适合承载弯曲和扭转载荷，产生的位移变形量最小；第2种框架结构的轻量化效果最为明显；第3种框架结构能够承载各种方向上的载荷，且结构强度最大。与传统发动机罩相比，在相同结构强度下，新设计的发动机罩质量减轻了6%～12%。在实际应用时，可采用传统点焊进行金属框架的制造，利用反应注塑成型工艺进行聚双环戊二烯的铺层，胶粘后采用三维扫描设备，检测制造过程可能产生的结构几何差异。