玻璃與碳纖維增強復合材料在汽車保險杠中的應用

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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注，與傳統的金屬材料相比，所述復合材料的比剛度和比強度高且具有高阻尼能力。通過將設計優化過程與影響分析相結合的方法，設計了玻璃與碳纖維增強復合材料代替傳統的玻璃墊熱塑性材料，以此減輕汽車保險杠的質量。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設計。選擇玻璃與碳纖維增強復合材料保險杠最優設計的同時，測量其撞擊性能。試驗結果表明，經過最優設計的玻璃與碳纖維增強復合材料的保險杠比傳統保險杠的質量減輕33％，撞擊性能得到較大改善。