碳纤维增强复合材料在汽车工业中ppt课件

1、Application of carbon fiber reinforced composite in auto industry碳纤维加强复合资料在汽车工业中的运用提纲一、碳纤维加强复合资料运用于汽车工业的特点二、碳纤维加强复合资料在汽车工业中的产品运用三、碳纤维复合资料在汽车工业中的运用前景Page2汽车工业开展 更高的轻量化效果大型部件整体成型高构造承载才干抗冲吸能碳纤维复合资料优势一、 碳纤维加强复合资料运用与汽车工业的特点碳纤维复合资料是汽车轻量化的理想选择 由于碳纤维加强聚合物基复合资料有足够的强度和刚度，是制造汽车车身和底盘等主要构造件的最轻资料。估计碳纤维复合资料的运用可使汽车

2、车身和底盘减轻质量4060，相当于钢构造质量的1316。Page4钢玻纤复合材料碳纤复合材料模量（GPa）设计厚度（mm）132材料密度（g/cm3)7.81.81.6减重比例130%49%Page5 英国资料系统实验室曾对碳纤维复合资料减重效果进展研讨，结果阐明，碳纤维加强聚合物资料车身重172 kg，而钢制车身质量为368 kg，减重约50。 CFRP汽车零部件轻量化实例零件名称钢CFRP质量减轻车身20994115车架1289434前端441331发动机罩22814罩盖19613保险杠562036车轮422319车门712843其他311615共计622302320Page7 碳纤维加强

3、复合资料在碰撞中的能量吸收才干是钢或铝的45倍，用于车身构造部件具有良好的碰撞平安性。Aston Martin 复合资料防撞吸能构造Page8Page9 SLR的车身壳体、车门和发动机罩均由耐腐蚀的碳纤维复合资料制成，主体构造的分量降低了30%左右两个圆锥形碳纤维构件，每个大约620毫米长，分量仅为3.4公斤。 碳纤维梁用螺栓固定于发动机悬置件的铝质构造上，其前端经过碳纤维复合资料制成的横梁和程度夹层板与车身壳体构造的其他部分相衔接。新款梅赛德斯-飞驰SLR迈凯轮全球率先采用碳纤维制成的前端碰撞缓冲构件的量产轿车 车体骨架采用一种Coretex的新型碳素纤维资料，制造过程围绕一种独创的芯料纵横

4、交错地编织碳纤维矩阵，并在真空环境下浇灌环氧树脂流体，从而在固化后构成一种内含多重微型蜂巢的梁构件，从而可以大量吸收撞击能量。 骨架重80kg，车身总重140kg,整车空载自重600kg， 目的：百公里油耗约2.8L，极速144km/h。英国的Cranfield大学制造的Aerocarbon概念车Page11典型的碳纤维汽车部件二、碳纤维加强复合资料在汽车工业中的产品运用Lamborghini引擎罩，采用碳纤维+环氧树脂，RTM工艺制造Page12典型的碳纤维汽车部件典型的碳纤维汽车部件Page13碳纤维复合资料车门碳纤维加强热塑性复合资料前端支架碳纤维复合资料座椅碳纤维复合资料进气歧管碳纤维

5、车轮毂Page14碳纤维车轮毂2.76KgPage15CFRP传动轴它不仅减轻了60%的分量，而且具有更好的耐疲劳性和耐久性。碳纤维传动轴宝马mini E车重：1465Kg0-100Km/h 8.5s最高车速150Km/h续驶里程120-180KmPage16宝马mini E电动车碳纤维车身兰博基尼碳纤维车身构造Page17全碳纤维车身的一级方程式赛车Page18 2003款 Dodge Viper是最早运用碳纤维加强乙烯基SMC部件的量产车年产量大于10000辆。 8公斤碳纤维复合资料运用于车身9个部件。Page19二、碳纤维加强复合资料在汽车工业中的产品运用Dodge Viper 短切碳纤

6、维SMC性能表Page20Property Method Net Shape Molded SpecimensaSpecimens Cut From Panel, Machine Direction Specimens CutFrom Panel, Cross-MachineDirection Fiber Content (% by weight) Solvent Wash 55%Specific Gravity ISO 1183 1.48 Tensile Strength (MPa) ISO 527 212134 ASTM D 638 287 Tensile Modulus (GPa) IS

7、O 527 42.232.5 ASTM D 638 55 CTLE (mm/mm/C) ASTM D 696 6.17 x 10-65.54 x 10-6Heat Deflection Temp. 1.80 MPa Stress (C) ISO 75 260 Page21Property Method Specimens Cut From Panel, Machine/Fiber Direction Fiber Content (% by weight) Solvent Wash 55Specific Gravity ISO 1183 1.49Tensile Strength (MPa) AS

8、TM D 3039 1200Tensile Modulus (GPa) ASTM D 3039 120CTLE (mm/mm/C) ASTM D 696 9.47 x 10-7Heat Deflection Temp. 1.80 MPa Stress (C) ISO 75 260 Dodge Viper 延续定向碳纤维复合资料性能表BMW M3 CSL 碳纤维车顶Page22 BMW M3 CSL碳纤维车顶是在BMW汽车公司的Landshut工厂中的第一条高自动化的碳纤维车身零部件加工消费线上制造而成。相比钢制车顶，其分量减轻了约6kg，相当于钢制车顶分量的一半。 在碳纤维车身内安放一台3.8

9、升双涡轮增压90度夹角V8发动机，峰值马力输出高达600 PS，最大扭矩到达600 Nm。整备净重:1336kgPage23 迈凯轮MP4-12CPage24Ford GT碳纤维复合资料行李箱盖和座椅4500辆/年Aston Martin Vanquish碳纤维复合资料传动轴通道、碳纤维编织物A柱、前端防撞构造400800辆/年Ford Mustang GTR碳纤维复合资料引擎盖5000辆/年Page252006 Z06 Corvette碳纤维复合资料翼子板、车轮罩护板、车身地板7000辆/年2006 Dodge Viper碳纤维复合资料翼子板、门内板、风挡构造2000辆/年雷克萨斯高性能双座

10、超级跑车 雷克萨斯LFA的CFRP部件在制造过程中采用了三种不同的成型工艺：1、预浸料构成车身主框架；2、采用热固性树脂浸润坯料，消费传输轴通道，驾驶室底板，车顶和引擎盖；3、运用短碳纤维加强SMC模压工艺。除此之外，雷克萨斯公司还将碳纤维用于车底分流器，速度控制尾翼和内饰组件，有助于减少车身更多分量。Page26碳纤维雷克萨斯LFA2021款雷克萨斯LFA 碳纤维方向盘轻量化车身效果与燃油、续驶里程Page27燃油车辆车身质量 10% 1% 100Kg燃油效率 6%8%油耗 0.7%0.3L0.6L（百公里）电动汽车车身整备质量1550Kg1011Kg（34.8%）805Kg电池质量450K

11、g250Kg（250Wh/Kg)一次充电续驶里程186Km2775.5Km（48.1%）450Km碳纤维车身的电动跑车2021年秋，特斯拉开发的全球仅有的具有高速公路行驶才干的电动车宣布量产，这款名为Roadster的双座跑车拥有碳纤维车身，能在4秒内从零加速到60英里/小时(96.6公里/小时)，一次充电可以行驶超越200英里(322公里)，Roadster售价为10.9万美圆。Page28Page29Tesla电动跑车碳纤维加强环氧部件的制造采用Zlotek 50K 碳纤维BPA环氧树脂，RTM工艺成型壁厚1.6mm弯曲强度：471MPa杨氏模量：25.8GPaBMW i3碳纤维车身电动车

12、 整车尺寸为384520211537mm，轴距为2570mm，总质量1248Kg.车身分量比传统电动车减轻了250-350公斤。 车后轴的170马力电动机可直接从静止形状迅速到达最大扭矩输出50牛米184磅-尺，从0-60公里/小时加速37英里/小时仅需四秒， 0-100公里/小时62英里/小时仅需八秒，续驶里程为110150公里。Page30Page31Drive模块为安顿于其上部的Life乘客舱提供了巩固的根底。汽车底部为存放电池提供了最大空间，这里占据了整个模块的中心位置，分量分布最均匀且重心最低。其前后两个撞击防御构造在车前碰撞或追尾事故中可吸收能量。作为一个整体，eDrive系统比类

13、似的内燃引擎在构造上要紧凑得多，因此可将电动马达、变速器及电子传动设备安顿在后桥上方一个狭小的区域内。BMW i3碳纤维车身电动车碳纤维商用车车厢 采用热固性塑料环氧树脂为基体，碳纤维加强塑料CFRP构造。全车总分量缺乏6.2t，可使燃油耗费降低25-30%。新型拖车实现整车减重3t，因此至少可承载常规17t以上的负荷。燃油耗费也从每100km耗费35升降低到26.5升。Page32Aldi Sud 的碳纤维加强环氧树脂基体的拖车Page33三、碳纤维加强复合资料在汽车工业中的运用前景1、碳纤维复合资料在汽车工业中运用的方向 车身内、外装饰部件 新能源汽车整体车身和部件 构造承载部件 商用货车车厢、传动轴、碳纤维车轮、防撞溃缩系能构造部件Page342、碳纤维复合资料在汽车工业中运用需求处理的问题 首先要处理的是理念问题， 复合资料不应作为金属资料的替代资料，重点在于碳纤维复合资料在汽车上运用的系统处理方案 复合资料供应商与汽车制造企业的协作方式战略协作 开展低本钱资料：大丝