Com o rápido desenvolvimento da indústria automobilística, a produção anual e a propriedade de automóveis continuam a aumentar, resultando na intensificação da crise energética global e na intensificação dos problemas de poluição ambiental. A redução das emissões de carbono de todo o ciclo de vida dos automóveis tornou-se uma questão fundamental que a indústria automóvel global precisa de resolver.
A Associação Mundial do Alumínio aponta que cada redução de 10% na massa do veículo pode reduzir o consumo de combustível em 6% a 8%. Ao mesmo tempo, na indústria automotiva, a redução do peso dos veículos pode ajudar os veículos com motor tradicional a reduzir o consumo de combustível ou os veículos elétricos a aumentar a quilometragem. Este é também um dos meios importantes para promover a conservação de energia dos veículos e a redução de emissões. Entre vários novos materiais leves e de alta resistência usados em projetos estruturais leves, os materiais compósitos de fibra de carbono têm vantagens óbvias de alta resistência específica e rigidez específica. Ao mesmo tempo, possuem boa resistência ao calor, resistência à corrosão ácida e alcalina e baixa resistência à corrosão. O coeficiente de expansão térmica, boa absorção de energia específica e outras vantagens fazem dele a primeira escolha para design leve de peças externas e internas de automóveis.
O capô do carro é uma parte importante da carroceria do carro e tem funções como proteger o motor e isolar ruídos. Materiais compostos de fibra de carbono são usados no design de capôs de automóveis, o que pode reduzir o peso dos capôs de automóveis e efetivamente reduzir a massa da carroceria do carro. Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de fabricação de compósitos de fibra de carbono, tecnologia de processo e tecnologia de simulação numérica no país e no exterior, a otimização do projeto estrutural e de processo de capuzes compostos de fibra de carbono para automóveis atraiu um grande número de pesquisadores para se dedicarem a ela.
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.
O objeto de pesquisa mais recente é usar um método de projeto de otimização conjunta de vários estágios de projeto conceitual, teste de desempenho de material e projeto de processo para finalmente alcançar um design leve de capuzes compostos de fibra de carbono, ao mesmo tempo em que atende a várias propriedades mecânicas e requisitos de processo de fabricação.
