汽车用碳纤维安全性怎么样?

2024-11-12 09:02:26 作者:资讯小编
汽车用碳纤维安全性怎么样?

碳纤维车身的优点是其刚性强度比较大,质地坚硬不容易变形,而且碳纤维车身的自重比较小,可以进一步降低汽车的油耗。但是碳纤维车身的缺点也比较明显,那就是造价比较高昂,一旦被破坏则不能进行修复。

一、碳纤维复合材料简介碳纤维是一种含碳量在 95% 以上的高强度、高模量新型纤维材料,具有无蠕变、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳及热膨胀系数小等优点,在对密度、刚度、耐化学性等严苛环境下的应用领域具有很强的竞争优势,已在航空航天、风力发电、飞机制造等领域得到很好应用,近年来不断向体育休闲、汽车制造、工业机械、轨道交通、医疗器械等领域扩展。

碳纤维增强复合材料是指以碳纤维为增强体,树脂、金属及陶瓷等为基体的复合材料的总称。汽车用碳纤维复合材料通常以树脂基碳纤维增强复合材料(CFRP)为主。

二、碳纤维材料应用于汽车上的优势目前用于汽车上的材料主要是高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金、玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料等,这些材料的性能对比如下。碳纤维复合材料在轻量化、安全性、舒适性、可靠性、提升车身开发水平等方面具有巨大优势。

1、轻量化碳纤维应用于汽车后,给汽车制造带来最明显的好处就是汽车轻量化,最直接影响的就是节能、加速、制动性能的提升。一般而言,车重减小10%,油耗降低6%~8%,排放降低5~6%, 0-100km/h加速性提升8-10%,制动距离缩短2~7m。

2、安全性车身轻量化可以使整车的重心下移,提升了汽车操纵稳定性,车辆的运行将更加安全、稳定。碳纤维复合材料具有极佳的能量吸收率,碰撞吸能能力是钢的六到七倍、铝的三到四倍,这进一步保证了汽车的安全性。

3、舒适度碳纤维复合材料具有更高的震动阻尼,轻合金需要9秒才能停止震动,碳纤维复合材料2秒就能停止,故碳纤维应用在汽车上,对于整车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)的提升贡献同样很大,会大幅增强汽车行驶的舒适性。

4、可靠性碳纤维复合材料具有更高的疲劳强度,钢和铝的疲劳强度是抗拉强度的30-50%,而碳纤维复合材料可达70-80%,因此汽车上应用碳纤维复合材料对于材料疲劳可靠性有较大提升。

5、提升车身开发水平由于碳纤维复合材料可设计性比金属强,因此更易于车身开发的平台化、模块化、集成化。这样碳纤维车身及金属平台的混合车身结构对于传统汽车车身结构而言,可以做到模块化、集成化,大大减少零件种类,减少工装投入,缩短开发周期。

三、碳纤维复合材料在汽车上的应用部位目前,碳纤维复合材料已经在车身构件、刹车片、轮毂、传动轴等领域得到应用。

1、车身构件车身构件是目前碳纤维复合材料在汽车上运用最多的地方,诸如引擎盖、车架、车顶框架及加强筋、 A/B/C/D 立柱及车门、扰流板等构件均已有 CFRP 的身影。

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