車輛模塊中的復(fù)合輕量化設(shè)計(jì)

未來(lái)電動(dòng)汽車的發(fā)展目標(biāo)是尋找輕量化設(shè)計(jì)的解決方案，該方案不僅應(yīng)滿足特定的設(shè)計(jì)要求，而且全生命周期成本和可持續(xù)性符合未來(lái)發(fā)展需求。歐洲Enlight項(xiàng)目是亞琛工業(yè)大學(xué)汽車研究院（ika）與合作伙伴一起正在開(kāi)發(fā)的基于創(chuàng)新材料和混合設(shè)計(jì)的不同車輛模塊可持續(xù)輕量化概念研究項(xiàng)目。

Enlight項(xiàng)目專注基于熱固性和熱塑性的復(fù)合材料基質(zhì)、生物基質(zhì)和雜化材料的研究。經(jīng)過(guò)多材料復(fù)合材料輕量化設(shè)計(jì)，將增強(qiáng)的輕量化材料選擇合適的接合技術(shù)，用于開(kāi)發(fā)未來(lái)電動(dòng)汽車架構(gòu)的5個(gè)模塊，包括前模塊、地板結(jié)構(gòu)、門、交叉車梁和底盤控制臂，以驗(yàn)證汽車結(jié)構(gòu)部件所需較高的材料性能。

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的材料，對(duì)所開(kāi)發(fā)的5個(gè)模塊進(jìn)行了機(jī)械測(cè)試。ika在Enlight項(xiàng)目中參與了電動(dòng)汽車架構(gòu)前部模塊組件的設(shè)計(jì)、模擬和測(cè)試。

與金屬材料輕量化設(shè)計(jì)相比，所有Enlight項(xiàng)目中模塊概念開(kāi)發(fā)的總體目標(biāo)是質(zhì)量減輕20%，并保證組件的基本性能。對(duì)于前部模塊組件，在高速正面碰撞情況下應(yīng)特別注重碰撞能量吸收能力和結(jié)構(gòu)完整性?；谳p量化設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用了復(fù)合材料輕量化設(shè)計(jì)的方法。復(fù)合輕量化材料組件的系列化生產(chǎn)應(yīng)通過(guò)金屬結(jié)構(gòu)的組合和有機(jī)片材的熱成型來(lái)實(shí)現(xiàn)。

針對(duì)材料可持續(xù)性，已將生物基高性能聚酰胺Eco-PaXX（PA410）作為復(fù)合基體材料。這種熱塑性材料具有高力學(xué)性能、高耐化學(xué)性和耐熱性，以及非常低的CO2排放量。此外，與其它熱塑性材料相比，其具有低的吸濕性。

刊名：ATZ Worldwide（英）

刊期：2016年第118期

作者：Dipl.-Ing.Kristian Seidel et al

編譯：谷盛豐