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    碳纖維:未來汽車材料首選
    發布時間:2014年9月12日 此內容已被瀏覽 456 次
        碳纖維復合材料真的是未來汽車最好的材料選擇嗎?這是一個很開放的問題,若說是,未來的發展誰又能說清楚呢?就像誰能想到巴西在7分鐘內被德意志戰車連灌4球,顛覆了幾代球迷的足球觀。若說不是,那么當今世界知名車廠都在積極部署碳纖維的研究與產業,難道都在打糊涂牌嗎?本文姑且拋磚引玉,梳理一下碳纖維復合材料在汽車工業中的優缺點及應用現狀。 這是一個市場經濟的年代,無論討論任何產業問題,歸根結底就是在算一筆經濟賬。因此選題的核心就是碳纖維材料的使用是否能讓未來汽車具備更合理的成本、利潤競爭力。為了研究這個問題,我們來逐步展開分析。 首先,我們應該知道碳纖維復合材料究竟是什么?碳纖維復合材料(cfrp)是由作為增強材料的碳纖維和作為基體材料的樹脂組成(可以看成為1+1)。而一般復合材料的性能是優于其組分材料性能的,并且產生了一些原有組分材料所沒有的性能(可以理解為1+1>2)。既然碳纖維復合材料有可能作為未來汽車的備選材料之一,那么它究竟能給汽車帶來哪些令人驚喜的好處呢?為了讓大家更好地理解,我們先來聊聊一個工業史上的大家伙——boing787夢想飛機,通過縱向類比,引出兩個核心意義。 如今在北京飛往廣州的航線上,我們已經可以選擇boing787機型了,體驗過的朋友描述出了boing787夢幻的外形、寬敞客艙、加大舷窗、加大行李箱、夢幻led顯示屏……但這些都不是航空公司爭先采購boing787的理由,做生意,真正關心的就是效益和利潤。因此boeing787對于航空運營商來說最大價值在于比同類飛機的飛行過程節能20%的燃油,總廢棄排放量減少20%,比同類飛機降低噪音60%以上。而這一系列的優良的運營指標都可以大致地歸納為兩方面的貢獻,一是飛機整體重量減輕,二是飛機的主翼可以采取前所未有的設計來降低阻力。而這兩點革命性的突破恰恰就在于boing787飛機的碳纖維復合材料使用量占到了全機體積的80%。沒錯,你可以說這是一架塑料飛機。從boing787的啟示中我們可以看到,碳纖維復合材料對于工程產品的關鍵意義就在于輕質高強和優良的可設計性。 首先,汽車工業上常用的碳纖維增強樹脂基復合材料的密度為1.5-2.0g/立方厘米,這只有普通碳鋼的1/4-1/5,比常用的鋁合金還要輕1/3左右,但碳纖維復合材料的機械性能優于金屬材料,其抗拉強度高于鋼材3-4倍,剛度高于鋼材2-3倍。使用碳纖維材料,在減輕車身質量的同時,也可使得功率需求更小,進而采用更小驅動引擎和懸掛裝置,通過減少動能而減少沖擊危險,這種螺旋迭代式的結果將使得車身質量進一步減輕。因此,用碳纖維復合材料替換原來的鋼制件,其輕量化效果明顯。 汽車,尤其是跑車在設計時往往需要考慮空氣阻力最小的外形,同時兼顧美觀性。在傳統的鋼制薄板沖壓成型時由于工藝的原因導致外形和結構有一定局限性,而采用復合材料成型則是可以不受約束地制作出各種滿足空氣動力學原理及美觀需求的外形曲面。 當然,除了有利于減輕車身重量并具備優良的可設計性外,碳纖維復合材料還有一些獨有的優點,例如良好的耐沖擊性和耐腐蝕性。這樣的性能使得汽車零部件具有較長的使用壽命和極低的維修費用。重慶良能機械有限公司,椰棕機械,棕墊機械,床墊機械,椰棕制墊機械,椰棕制墊,椰棕制板


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