基于新型热塑性复合材料的汽车轻量化设计

基于新型热塑性复合材料的汽车轻量化设计

多材料集成结构设计对于汽车轻量化具有特殊意义，这种结构不但具有优良的碰撞性，而且具有良好的可回收性；不但具有较高的刚度和强度，而且质量轻、阻尼性好。介绍了基于新型热塑性复合材料的汽车轻量化设计，并采用新型热塑性复合材料制造了轻型示范车。该车长3500mm、轴距为1300mm、总质量小于1.5t，用于执行城市交通任务。该车集成材料的基体为玻璃纤维聚丙烯混合物，与其它热塑性材料相比，粘性和流动性较好。

材料制造工艺是决定该材料能否得到广泛应用的关键。在该材料制造工艺中，采用了具有夹层结构的模具，并采用激光连接技术，能完成大型组件的制造。为了缩短时间并减少成本投资，建模过程中应选择合适的分析算法，且使这些算法能够直接与中央数据库连接。通过生产工艺过程链确定过程参数，确保所要求达到的质量水平。生产工艺过程参数包括刀具位置、温度、时间。质量评定参数包括材料的表面粗糙度、面板厚度、部件刚度等。另外，还要合理安排传感器节点的集成结构。试验时要考虑随机误差，减少随机影响带来的试验误差，提高试验准确度。

采用该新型热塑性复合材料替代传统的金属材料能够显著减轻车辆的质量。然而，在汽车设计中，仅减轻车辆质量是远远不够的，因为工艺性决定该材料能否得到广泛的应用，试验结果也决定材料是否可用。

网址：http://www.aem-journal. com

作者：Niels Modler et al

编译：杨欣