Con il rapido sviluppo dell’industria automobilistica, la produzione annuale e il possesso di automobili continuano ad aumentare, con il risultato che la crisi energetica globale e i problemi di inquinamento ambientale continuano ad intensificarsi. La riduzione delle emissioni di carbonio dell’intero ciclo di vita delle automobili è diventata una questione chiave che l’industria automobilistica globale deve risolvere.
La World Aluminium Association sottolinea che ogni riduzione del 10% della massa del veicolo può ridurre il consumo di carburante dal 6% all’8%. Allo stesso tempo, nell’industria automobilistica, l’alleggerimento dei veicoli può aiutare i veicoli a motore tradizionale a ridurre il consumo di carburante o i veicoli elettrici ad aumentare il chilometraggio. Questo è anche uno dei mezzi più importanti per promuovere il risparmio energetico dei veicoli e la riduzione delle emissioni. Tra i vari nuovi materiali leggeri e ad alta resistenza utilizzati nella progettazione strutturale leggera, i materiali compositi in fibra di carbonio presentano evidenti vantaggi di elevata resistenza specifica e rigidità specifica. Allo stesso tempo, hanno una buona resistenza al calore, resistenza alla corrosione da acidi e alcali e bassa resistenza alla corrosione. Il coefficiente di dilatazione termica, il buon assorbimento di energia specifica e altri vantaggi lo rendono la prima scelta per la progettazione leggera di parti esterne ed interne di automobili.
Il cofano dell'auto è una parte importante della carrozzeria e ha funzioni come la protezione del motore e l'isolamento dal rumore. I materiali compositi in fibra di carbonio vengono utilizzati nella progettazione dei cofani delle automobili, che possono ridurre il peso dei cofani delle automobili e ridurre efficacemente la massa della carrozzeria dell'auto. Con il rapido sviluppo della tecnologia di produzione dei compositi in fibra di carbonio, della tecnologia di processo e della tecnologia di simulazione numerica in patria e all'estero, l'ottimizzazione della progettazione strutturale e di processo delle cappe composite in fibra di carbonio delle automobili ha attratto un gran numero di ricercatori che si dedicano ad esso.
The laminate structure design of the automotive carbon fiber composite hood and the single-layer engineering constants have a significant impact on the overall stiffness of the hood. Duan Chengjin et al. designed a hybrid sandwich structure of carbon fiber and glass fiber laminates (3K carbon fiber plain woven cloth as the surface layer, glass fiber cloth as the internal laminate) for automobile hood components. The quality of the automobile hood components is only It is 2.75kg, which is 4kg lighter than the original metal car hood. The research results show that the interlayer hybrid sandwich structure laminate design achieves controllable cost and the structural strength meets the needs of carbon fiber composite hood laminate structure design. Li Hao used ABAQUS software to conduct computer-aided engineering (CAE) design of the carbon fiber composite hood. Through static model analysis, he found that the four engineering constants (E1, E2, v12, G12) of the carbon fiber composite material single level are closely related to the carbon fiber composite engine. There is a certain correlation between cover stiffness, and the order of its influence is: G12>E2>E1>v12.
L'ultimo obiettivo della ricerca è quello di utilizzare un metodo di progettazione di ottimizzazione congiunta in più fasi di progettazione concettuale, test delle prestazioni dei materiali e progettazione del processo per ottenere finalmente un design leggero delle cappe composite in fibra di carbonio soddisfacendo al tempo stesso le varie proprietà meccaniche e i requisiti del processo di produzione.
