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玻璃與碳纖維增強復合材料在汽車保險杠中的應用

刊名：Composite Structures（英）

刊期：2015年第131期

作者：Do-Hyoung Kim et al

編譯：于雅靜

為提高燃油效率，許多研究者嘗試以更輕的材料取代汽車零部件中沉重的金屬材料,如鋁或鎂合金、超高強度鋼或纖維增強塑料復合材料。尤其玻璃纖維增強塑料和碳纖維增強塑料的復合材料受到廣泛關(guān)注，與傳統(tǒng)的金屬材料相比，所述復合材料的比剛度和比強度高且具有高阻尼能力。通過將設計優(yōu)化過程與影響分析相結(jié)合的方法，設計了玻璃與碳纖維增強復合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的玻璃墊熱塑性材料，以此減輕汽車保險杠的質(zhì)量。對玻璃與碳纖維增強復合材料的力學性能進行了預測，并且利用撞擊仿真進行了保險杠的優(yōu)化設計。

對各種玻璃與碳纖維增強復合材料進行了理論分析。利用微遺傳算法與撞擊仿真，對每個玻璃與碳纖維增強復合材料的保險杠進行最優(yōu)設計。選擇玻璃與碳纖維增強復合材料保險杠最優(yōu)設計的同時，測量其撞擊性能。試驗結(jié)果表明，經(jīng)過最優(yōu)設計的玻璃與碳纖維增強復合材料的保險杠比傳統(tǒng)保險杠的質(zhì)量減輕33％，撞擊性能得到較大改善。