复合材料在汽车中应用的发展趋势
汽车车身材料技术的创新应用与发展趋势
汽车车身材料技术的创新应用与发展趋势【汽车车身材料技术的创新应用与发展趋势】随着汽车工业的快速发展，汽车车身材料技术也在不断创新与应用，以满足车身安全性、轻量化、环保等要求。
本文将讨论汽车车身材料技术的创新应用以及未来的发展趋势。
一、碳纤维复合材料的应用碳纤维复合材料是一种高强度、高刚性的材料，被广泛应用于汽车车身结构上。
相较于传统的钢铁材料，碳纤维复合材料具有更轻的重量、更低的密度，并且具有更好的耐腐蚀性能。
由于碳纤维复合材料的特点，可以显著降低车身重量，提高车辆的燃油经济性以及性能表现，同时还能够提高车身的安全性能。
二、镁合金的应用镁合金是一种轻质材料，具有较低的密度和较高的强度。
因此，在汽车车身的应用中，镁合金可以用来取代传统的钢铁材料，从而实现车身的轻量化。
不仅如此，镁合金还具有良好的可塑性和抗腐蚀性能，使得它在汽车工业中有广阔的应用前景。
三、铝合金的应用铝合金被广泛应用于汽车车身材料技术中，主要原因是它具备较低的密度和良好的可塑性。
与传统的钢铁相比，铝合金具有更轻的重量，能够显著降低车辆的燃油消耗，并且大大提高汽车的操控性能。
此外，铝合金还具有良好的抗腐蚀性和可回收性，符合环保要求。
四、高强度钢的应用高强度钢是一种强度较高的钢材，可以在车身结构中替代常规钢材。
高强度钢的应用可以增加车辆的刚性，提高车身的安全性能，同时可以减轻车身重量，提高车辆整体性能。
高强度钢的不断创新和应用，为汽车车身材料技术带来了更加广阔的发展空间。
五、发展趋势未来，汽车车身材料技术的发展趋势将更加注重轻量化、高强度化、绿色环保化。
随着社会对环保和节能的要求越来越高，汽车工业将更加注重汽车车身材料的环保性能，例如使用可回收的材料和提高材料的可循环性。
此外，随着电动汽车的普及，汽车车身材料技术也将逐渐向电动汽车和新能源汽车的需求倾斜，以满足电动汽车的需求和要求。
总结起来，汽车车身材料技术的创新应用与发展趋势主要集中在碳纤维复合材料、镁合金、铝合金和高强度钢的应用上。
复合材料在汽车上的应用
复合材料在汽车上的应用摘要: 概述了纤维增强树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等在汽车上的应用现状,并对复合材料在汽车上的应用前景进行了展望。
国内外现状表明,复合材料在汽车上将有广阔的应用前景,同时,也有很多问题有待解决。
1 树脂基复合材料在汽车上的应用随着汽车工业的飞速发展,节能、环保、安全日益成为当今世界汽车界的研究热点。
汽车轻量化无疑是解决这些问题的最佳途径。
而复合材料具有比模量高、比强度高、耐腐蚀、可设计性强、综合经济效益明显等优点,正日益成为汽车轻量化的首选材料,逐渐受到世界汽车生产商的青睐。
美国作为世界第一大复合材料生产与消耗国,据估算汽车用复合材料年消耗量超过70 万t,通用汽车公司、福特汽车公司、戴姆勒·克莱斯勒公司三大汽车公司以及Mack、Aero-star 等重型车厂,复合材料的使用都取得了明显收效。
在欧洲,复合材料也已经在梅赛德斯-奔驰、宝马、大众、沃尔沃、莲花、曼恩等欧洲汽车公司的各种车型中大量应用。
在中国,虽然目前复合材料年产量已达到180 万t,但在汽车工业中年用量很小,2008 年13 万t,因此具有很大的发展空间和广阔的发展前景。
常用的树脂基复合材料主要是由纤维来增强。
与金属材料相比,纤维增强塑料(FRP) 不仅质量轻、比强度高、耐腐蚀性好,生产工序简单,且能实现大批量生产,因而生产效率高,成本较低。
如果以单位体积计算,生产塑料制件的费用仅为有色金属的十分之一。
另外,FRP 还可使形状复杂的金属部件设计简单化,可将相关零件集成在一个系统零件上,达到复杂零件一次成型的目的。
如福特汽车通过将汽车发动机盖改成模塑件,可有效整合原来11 个金属部件,大大简化了生产过程。
1.1 玻璃纤维增强塑料(GFRP)GFRP 在中国俗称玻璃钢,它不仅质量稳定、资源丰富、成本低,而且吸收冲击能量的性能、耐腐蚀性能较好,降低噪音的效果较好,且设计灵活,因此是目前汽车上应用最多的树脂基复合材料,主要用于发动机、发动机周边部件及车身。
复合材料在汽车上的应用
复合材料在汽车上的应用随着汽车工业的发展，复合材料在汽车上的应用越来越广泛。
相比传统的金属材料，复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐疲劳、噪音低、耐高温等优异性能，因此受到了广泛的关注和应用。
前段大量使用的复合材料之一是碳纤维复合材料。
这种材料具有高强度、低密度、耐高温、耐腐蚀等优点，可制成车身、座椅、悬挂系统等零部件，以减轻汽车重量，提高燃油经济性。
许多高性能跑车、超级跑车以及电动车都使用了碳纤维车身，以提高车辆的动力性能和续航里程。
碳纤维还可以用于制造轮毂、刹车盘、变速箱、发动机纵梁等高强度部件，以提高汽车的性能和安全性。
除了碳纤维复合材料外，另一种较为常见的材料是玻璃纤维复合材料。
这种材料可以制成车身板、前保险杠、后保险杠、引擎罩等外壳结构件，具有较好的耐撞击性和仿真效果。
由于玻璃纤维复合材料的成本较低，应用领域比碳纤维复合材料更为广泛。
除了车身和外壳结构件之外，复合材料还可以用于汽车底盘、悬挂系统、排气系统、内饰件等零部件。
碳纤维增强聚酰亚胺材料可以用于制造悬挂系统的上下臂等部位，以提高汽车的行驶稳定性和操控性能。
而玻璃纤维复合材料可以用于制造排气系统的中段管道和消音器等部位，以降低噪音和提高耐腐蚀性。
复合材料内饰件如门板、座椅罩、天窗罩等，也可以用来美观、轻量化、提高舒适性。
通过使用复合材料，汽车的零部件重量可降低30%至70%，有助于提高燃油经济性并降低排放。
在未来，复合材料在汽车上的应用将会更加广泛。
同时也要注意复合材料的加工和生产成本，以及回收再利用问题，进一步推动汽车工业的绿色环保发展。
随着科技的不断发展，复合材料在汽车工业的应用前景越来越广阔。
在汽车行业中，除了玻璃纤维和碳纤维复合材料，还有许多其他类型的复合材料，如复合材料板材、复合材料密封件等，都可以应用到汽车的不同部位。
复合材料板材可以用来替代金属板材，制成车门、车顶、引擎罩、尾门或后盖等车身结构件。
这种板材在抗撞击性、耐腐蚀性、耐热性和耐疲劳性等方面都具有优良性能，同时也比同等强度的金属材料更轻，可以减轻车辆的总重量，提高燃油经济性和行驶稳定性。
复合材料在汽车轻量化中的应用
复合材料在汽车轻量化中的应用嘿，大家好，今天咱们聊聊复合材料在汽车轻量化中的应用。
听到“复合材料”，你可能会觉得有点高深莫测，但其实它们就像是汽车的“减肥药”，能让车子变得更轻，更灵活，开起来也更省油。
说到轻量化，这可不是随便说说，轻了之后，汽车的性能可是大大提升，真的是事半功倍。
想象一下，开着一辆轻盈的车在马路上飞驰，那感觉可真爽啊！复合材料就是帮助实现这种感觉的魔法材料。
它们通常由两种或两种以上的材料组合而成，形成一种新型的材料，兼具强度和轻便。
这就像是把钢铁的坚固和塑料的轻便结合在了一起，真是妙不可言。
你可能会问，这些材料到底有哪些呢？比如碳纤维、玻璃纤维等等，都是近年来汽车制造中炙手可热的明星。
说到碳纤维，它可是个牛叉的家伙，虽然价格偏贵，但轻得要命，强度却爆表。
简直就是赛车手的最爱，想想在赛车场上飞速驰骋，那一瞬间，真是让人热血沸腾。
再说玻璃纤维，这家伙更是性价比之王，轻而且便宜，简直是大众化的选择。
像一些家庭轿车，都开始用这种材料来减轻车身重量。
减重的好处不止于此，轻量化还意味着更好的燃油经济性。
这年头，油价像过山车一样，让人心惊胆战。
如果汽车能轻一点，跑起来更省油，钱包也能轻松一点，真是一举两得。
这就好比吃了“减肥药”，看着体重秤上的数字一点一点往下掉，心里那个乐啊，甭提多爽了。
复合材料的好处还不止于此。
它们的耐腐蚀性可谓一绝，开车的时候难免遇到风吹日晒，车身表面难免会受到侵害。
这时候，复合材料的抗氧化能力就显得尤为重要。
就像是给车子穿上了一层保护膜，轻松应对各种恶劣天气，真是名副其实的“铁打的汉子”。
不过，大家也要知道，复合材料的生产工艺可不是那么简单。
它们需要特殊的设备和技术，制造过程中也得小心翼翼，才能确保材料的性能和质量。
这就好比做菜，材料新鲜、火候掌握得当，才能做出一盘色香味俱全的佳肴。
聊到这儿，咱们也得提提汽车行业的趋势。
随着环保意识的增强，越来越多的车企开始关注轻量化这一领域，纷纷投入资源研发新型复合材料。
复合材料在汽车行业的应用研究
复合材料在汽车行业的应用研究在当今汽车工业的快速发展中，复合材料凭借其独特的性能优势，逐渐成为汽车制造领域的重要材料。
复合材料不仅能够减轻车辆重量、提高燃油效率，还能增强汽车的安全性和耐久性。
本文将对复合材料在汽车行业的应用进行深入研究。
一、复合材料的特点与分类复合材料是由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的材料组合而成的一种多相固体材料。
其特点主要包括高强度、高刚度、低密度、良好的耐腐蚀性和抗疲劳性能等。
常见的复合材料在汽车行业的应用主要有纤维增强复合材料和聚合物基复合材料。
纤维增强复合材料如碳纤维增强复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP），具有优异的力学性能。
聚合物基复合材料则以其良好的成型性能和成本优势，在汽车内饰和非结构部件中得到广泛应用。
二、复合材料在汽车车身结构中的应用汽车车身是复合材料应用的重要领域之一。
采用复合材料制造车身结构，可以显著减轻车身重量，从而提高燃油经济性和降低尾气排放。
例如，一些高端汽车品牌已经开始使用碳纤维增强复合材料来制造车身框架和覆盖件。
碳纤维的高强度和低重量特性，使得汽车在保持结构强度的同时，大幅降低了整车重量。
此外，玻璃纤维增强复合材料也常用于车身部件的制造，如保险杠、车门和引擎盖等。
这些部件在碰撞时能够吸收能量，提高汽车的被动安全性。
三、复合材料在汽车动力系统中的应用在汽车动力系统中，复合材料也发挥着重要作用。
例如，复合材料可以用于制造发动机缸体、缸盖和曲轴等部件。
这些部件需要具备高强度、耐高温和良好的耐磨性，而复合材料的性能能够满足这些要求。
同时，复合材料还可以用于制造涡轮增压器叶片和排气管等部件。
由于其良好的耐热性和耐腐蚀性，能够延长部件的使用寿命，提高动力系统的可靠性。
四、复合材料在汽车内饰中的应用汽车内饰对于舒适性和美观性有着较高的要求，复合材料在这方面也有着出色的表现。
聚合物基复合材料可以制成各种形状和颜色的内饰部件，如仪表板、座椅靠背和中控台等。
复合材料在汽车中应用的发展趋势
系） ， 并根据复合体系初步确定增强相在汽车复合
材 料 中的体 积 分 数 （ 即 各 组 分 材 料 之 间 的 体 积 比 例） 。汽 车复合 材 料 的力 学 、 机 械性 能 以及 热 、 声、 光、 电、 防腐 、 抗 老 化 等物 理 、 化 学性 能 都 可 以按 构
【 关键词】 复合材料
汽车
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发展趋势
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ － ４ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． １ ３
模 整体 成型 、 减震 阻 尼性 能好 等 一 系 列优 点 ， 其 中
０ 引言
全球 主要 国家 和地 区均 对 油耗 制 定 了 明确 的 限制 标 准 ， 对Ｃ Ｏ ： 排 放 要 求越 来 越 严格 。到 ２ ０ １ ５
复合 材 料 在 汽 车 中应 用 的 发展 趋 势
冯 奇 何 健 万党水 凌天钧 （ 上海汽车集团股份有限公司新能源和技术管理部 ， 上海 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ０ １ ８ ０ ４ ）
【 摘要】 介绍了 汽车 用复 合材料特点， 阐述了 复合材料在汽车内 饰件、 外饰件、 结构件上的 应用现状， 重
１ 汽车复合材料特点
复合 材 料通 常包 括 两个 或 两个 以上独 立 的物
理相 ， 即粘 结材 料 （ 基体） 和粒料 、 纤 维 或 片状 材料 所组 成 的一 种 固体 产 物 ， 称 为 复 合 材 料 。 汽 车用
复合 材料 的增 强材 料 主要 有玻 璃 纤 维 、 碳纤 维 、 芳
复合材料的使用范围和未来发展趋势
复合材料的使用范围和未来发展趋势在现代工业和科技领域中，复合材料的应用越来越广泛。
从航空航天、汽车制造、建筑、电子、体育器材等领域到医疗器械、船舶制造、防弹材料等领域，复合材料已经成为必不可少的材料之一。
本文将探讨复合材料的使用范围和未来发展趋势。
一、复合材料的使用范围1.航空航天领域在航空航天领域，复合材料的应用范围非常广泛，如机翼、尾翼、机身等部件。
复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点，可以有效降低飞机的重量和空气阻力，提高飞机的耐久性。
此外，复合材料还可以实现快速制造和自动化生产，可以降低生产成本，提高生产效率。
2.汽车制造领域在汽车制造领域，复合材料主要应用于车身、底盘、发动机和轮毂等部件。
相比传统金属材料，复合材料具有重量轻、强度高、密度小、抗腐蚀、隔音降噪等优势，可以大幅度提升汽车的燃油经济性、安全性、舒适性和环保性能。
此外，复合材料的应用也可以为汽车制造行业提供更多创新空间，加速汽车的智能化、自动化和电动化发展。
3.建筑领域在建筑领域，复合材料主要应用于建筑外墙、屋顶、楼梯和桥梁等结构中。
复合材料具有质轻、刚性好、耐久性强、维护成本低等特点，可以大幅度提升建筑物的抗震性能和耐久性能。
此外，复合材料还可以为建筑设计和施工提供更多灵活性和创新思路，实现建筑物的可持续发展和节能减排。
4.电子领域在电子领域，复合材料主要应用于各种电子产品的外壳、散热器和线路板等部件。
复合材料具有导热性好、绝缘性好、耐化学腐蚀等特点，可以提高电子产品的使用寿命和可靠性，降低电子产品的失效率和维修成本。
5.体育器材领域在体育器材领域，复合材料主要应用于高尔夫球杆、网球拍、滑板、自行车等器材中。
复合材料具有轻质、强度高、灵活性好等特点，可以提高器材的使用性能和运动员的竞技水平。
二、复合材料的未来发展趋势随着人们对高性能、高安全性、环保性要求的提升，复合材料作为新材料具有广阔的发展前景和市场潜力。
未来复合材料的发展趋势将主要表现在以下几个方向：1.多功能化未来的复合材料将发展成具有多种性能的复合材料，如电磁屏蔽复合材料、防涂污复合材料、自修复复合材料、有机太阳能电池复合材料等，以满足不同的应用需求。
我国汽车材料的应用及未来发展趋势
我国汽车材料的应用及未来发展趋势随着汽车工业的快速发展，汽车材料的应用也越来越广泛。
汽车材料的选择直接影响着汽车的性能、安全性和环保性。
我国近年来在汽车材料领域取得了许多重要进展，同时也面临着一些挑战。
本文将对我国汽车材料的应用及未来发展趋势进行探讨。
我国汽车材料的应用呈现出多样化的特点。
传统的汽车材料主要包括钢铁、铝合金和塑料等。
而随着材料科学的发展，新型材料如碳纤维复合材料、镁合金、高强度钢等也开始被广泛应用于汽车制造中。
碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，被广泛应用于高端车型的车身制造中。
镁合金具有比铝合金更轻、更坚固的特点，正逐渐替代传统的金属材料。
高强度钢在提高车身强度的同时也实现了减重的效果。
一些环保材料如生物基材料、再生材料也在汽车制造中得到了应用，有助于减少对环境的影响。
我国汽车材料的未来发展趋势是多元化和精细化。
随着汽车工业的智能化和电动化趋势加强，对汽车材料的要求越来越高。
新一代汽车材料将向着轻量化、高强度、高温耐磨、高阻燃等方向发展。
智能化和电动化汽车对电池材料、电机材料、电子材料等提出了新的挑战，推动了材料科学的发展。
基于智能网联汽车对传感器、信息材料、光学材料等的需求，也促进了材料科学的创新。
我国汽车材料的应用和发展面临着一些挑战。
首先是材料研发与产业化之间的矛盾。
目前我国在汽车材料领域投入了大量的研发资金，但由于产业化能力不足，许多新型材料无法得到大规模应用。
其次是汽车材料的环保性和可循环性。
随着社会环保意识的提高，对汽车材料的环保性也提出了更高的要求，尤其是对于废弃车辆的材料回收利用。
再次是国内材料技术与国际先进水平的差距。
我国汽车材料的发展还存在着一定的差距，与国际先进水平相比在一些关键技术上还有不小的差距。
我国汽车材料未来发展的趋势是多元化和协同创新。
在未来，我国汽车材料将朝着多元化的方向发展，不同种类的材料将协同应用于汽车制造中，以满足汽车轻量化、节能化、环保化的需求。
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Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ），ＬＦＴｒ增强材料是纤维连续纱或者 短切纤维，其组成材料可以是玻璃纤维、芳基纤 维、碳纤维或者其它能够形成连续纱的纤维，主要
２．３
内外饰件的典型应用 与金属材料相比，复合材料具有独特物理性
有ＬＦｖｒ，Ｄ—ＬＦＴ，Ｌ订一Ｇ ３大类，本项目选用Ｄ．Ｌ兀’。 （２）设计：依据原件数模为基础，满足约束条 件：布置的空间要求；车灯、空调、保险杠、水箱和
Ｌ，ＣＯ，排放量减少１ ｋｇ。因而，汽车轻量化对
节能减排、减低油耗效果明显，已成为整车开发过 程中的主要研究方向之一。 采用先进复合材料是当前汽车轻量化的重要
汽车复合材料与汽车传统常规材料钢、铁、铝
以及塑料、橡胶是完全不同的一类新型材料，它不 像传统常规材料的材质均匀、各向同性，而是非匀
措施之一。先进复合材料具有比强度高、比刚度 高、可设计性强、抗疲劳耐久性好、耐腐蚀、可大规
全国复合材料总用量的３３％左右，并且呈增长态 势。目前，复合材料越来越多地被用于汽车车身 覆盖件、内饰件、结构件和功能件的开发与制造，
势看，采用玻纤增强的复合材料正逐步取代传统工
程塑料。表３为已被复合材料取代的内外饰件。
表３复合材料在内外饰件上的应用
汽车制造商 上海汽车 东风雪铁龙 海南马自达 上海大众 上海大众 车型 荣威系列 富康 马自达６ 帕萨特Ｂ５ 斯柯达 部件实例
高、弹性模量较低、材料特性分散性大、生产周期 较长、可回收性较差、高温烘漆的爆裂现象等。经
过５０多年不断地研究和发展，这种弊端得到了改
实现产品构件的整体化设计，同时可将材料、结构 以及制造工艺相结合进行综合优化。整体化设计 和综合优化可以带来构件整体性能好、造型容易、
减少零部件和连接件的数量，从而带来使工序简 化、缩短加工周期、提高生产效率和降低成本等显 著优点。 （４）汽车复合材料性能对工艺具有依赖性。
声；弹性变形特性，塑料制品能吸收大量的碰撞能 量，对强烈撞击有较大缓冲作用，对车辆和乘员起
材料，必将在其中扮演非常重要的角色，可以预测 在不久的将来，复合材料会更大范围地应用在汽
车领域中。
到保护作用。
目前在国内，汽车仪表板通常采用ＰＰ、ＰＣ、 ＡＢＳ、ＡＢＳ／ＰＣ等一次性注塑成型，但从国外发展趋
据统计，在欧美国家，汽车复合材料用量约占
ｔｏ
ｄｅｖｅｌｏｐ．
【关键词】复合材料汽车设计发展趋势
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７４５５４．２０１３．０２．１３
模整体成型、减震阻尼性能好等一系列优点，其中
０
引言
全球主要国家和地区均对油耗制定了明确的
显著的优点是比强度和比刚度高，若用于汽车中
以替代原有钢质零件，可带来减重４０％～６０％的 效果。
（５）汽车复合材料具有各向异性和非均质性 的力学性能特点。由于汽车构件的常规材料多为 匀质各向同性材料，因此使设计人员形成一个习 惯，即进行结构设计时往往只考虑构件中最大应 力部位，认为此处是构件的薄弱环节。然而，汽车
复合材料具有各向异性和非均质性，在外力作用 下其变形特征不同于一般各向同性材料。若一个 较小的应力恰好作用在材料性能薄弱的方向上， 同样可能造成构件变形甚至破坏。因此采用复合
有比较大的分散性，这点应当引起重视。
件的使用要求和环境条件要求，通过组分材料的 选择和匹配、铺层设计及界面控制等工艺设计手 段，最大限度地达到预期的使用性能目标。所以 可以这样认为，汽车复合材料的性能具有可设计
性，而且还有极大的自由度，可以实现汽车工业真 正意义上性价比较高的汽车构件的开发和制造。 （２）汽车复合材料及其构件制造具有同一性。 采用金属材料制造的传统汽车构件，其成型通常 是对现成材料的再加工，选用以板、块、棒、管或型
复合材料在结构件与功能件上的应用
车型 部件实例 ＳＭＣ后保险杠缓冲梁、ＧＭＴ后 备胎箱、ＢＭＣ车灯反射罩、ＧＭＴ 前端模块 ＧＭＴ前端模块 ＳＭＣ车顶骨架 Ｌｎｌ前端支架 ＧＭＴ后排座椅骨架 ＧＭＴ保险杠缓冲梁
（１）由于混合动力汽车和电动汽车对节能和 续驶里程的要求较高，因此迫切需要整车轻量化， 复合材料在轻量化中大有可为。
（３）汽车复合材料可实现整体综合优化设计。 汽车复合材料的可设计性和材料一构件制造的同
一性，使汽车复合材料实现整体综合优化设计具 有可能。汽车复合材料通过适当的材料铺层设计 与系统结构优化，可以很好地解决工序复杂、生产 效率低、加工成本高等问题。作为汽车复合材料 增强相的纤维和纤维织物是柔软的，其基体相树 脂则是易于流动的，因此汽车复合材料比较容易
复合材料在汽车中应用的发展趋势
冯
奇
何
健
万党水
凌天钧
（上海汽车集团股份有限公司新能源和技术管理部，上海２０１８０４）
【摘要】
介绍了汽车用复合材料特点，阐述了复合材料在汽车内饰件、外饰件、结构件上的应用现状，重
点介绍了某新能源汽车平台上复合材料最新应用成果，探讨了复合材料在汽车中的发展趋势，展望了复合材料 在汽车部件中将不断开发的新应用。
（２）氢燃料电池等新能源轿车开发，也将极大 地推进复合材料在气瓶中的开发和应用。
一汽大众 一汽大众 南汽 东风雪铁龙 上海通用 奇瑞汽车
奥迪Ａ６ 宝来
ＭＧ７
标致 凯悦系列 东方之子
３
某新能源汽车平台设计案例
复合材料零件开发设计流程如下：材料配方
２．２
车身外覆盖件的典型应用 车身覆盖件被复合材料所取代的实例也越来
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ
ｓｔａｔｕｓｅｓ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ａｒｅ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ａｒｅ
ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｐａｒｔｓ，ｅｘｔｅｒｉｏｒ ｐａｒｔｓ，ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐａｒｔｓ ｗｅｌｌ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ
善，如今，复合材料及其新工艺、新技术不断涌现，
也越来越多被用于汽车制造行业中。
２
汽车复合材料应用
伴随着汽车工业发展的日新月异和复合材料
・５１・
由于汽车复合材料结构件在成型过程中，其组分
上海汽车２０１３．０２
万方数据
研究的突飞猛进，各种新车型、新造型及新材料、 新工艺不断地涌现。处于新材料科技前沿的复合
例）。汽车复合材料的力学、机械性能以及热、声、 光、电、防腐、抗老化等物理、化学性能都可以按构
法、工艺参数、工艺过程等依赖性很大，故选择科 学合理的复合材料制造工艺对满足汽车构件性能 至关重要。现阶段，受认识和技术等因素的局限，
汽车复合材料在成型过程中还很难准确地控制工
艺参数，一般来说汽车复合材料构件的性能尚具
收稿日期：２０１２—１１—３０
・５０・
上海汽车２０１３．０２
万方数据
质、各向异性。汽车复合材料与传统常规汽车材 料相比具有如下特点。
材料发生物理和化学变化，而不同成型工艺所用 原材料种类、增强材料形式、纤维体积含量和铺设 方案也不尽相同，因此构件的性能对复合工艺方
（１）汽车复合材料的性能具有可设计性。汽 车复合材料设计第一步是选择构成汽车复合材料 的基本组分如增强相和基体相（即确定复合体 系），并根据复合体系初步确定增强相在汽车复合 材料中的体积分数（即各组分材料之间的体积比
设计一产品结构设计一模拟测试一模具设计制作 一工艺试验一样品试制一批量化产品。
３．１
越多，表２即为已使用复合材料的车身外覆盖件。
表２
ＬＦＴ前端模块
该平台原有前端模块由普通钢板拼焊而成，
复合材料在车身外覆盖件上的应用
车型
现要求用复合材料替代开发制造，与原件相比实
汽车制造商 东风雪铁龙
ＰＳＡ ＰＥＵＧＥＯＴ ＣＩＴＲＯＥＮ
尤其是更多地用于新能源汽车研发当中。采用复 合材料将使汽车生产企业的成本降低、效率提高，
更趋竞争优势。
２．１
Ｌ丌底部导流板
ＳＭＣ扰流板 ＬＦＴｒ车门内板 ＧＭＴ蓄电池托架 ＬＦＴ仪表板
结构件与功能件的典型应用 近年来，复合材料在国内外轿车结构件与功
能件的最新应用实例有很多，详见表１。
表１
汽车制造商
２．４新能源汽车应用
部件实例 翼子板 ＳＭＣ双层车顶 ＳＭＣ后箱盖 车门板 行李箱盖
现减重５０％以上且提高抗冲击性能。开发的Ｌ丌
前端模块产品实物如图１所示，开发过程中的控 制关键如下。
标致 雪铁龙Ｍ５９
ＭＥＧＡＮＥ车型
ＲＥＮＡＵＬＴ公司 梅赛德斯 大众
奔驰
ＥＯＳ
（１）选材：选用Ｌ盯（Ｌｏｎｇ
Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ
材等形式提供的材料，再经过诸如车、刨等机械切 削加工和螺接、铆接、焊接、粘接等方式连接而形
成。与传统的金属构件形成过程相比较，汽车复
材料进行汽车构件设计时，应注意其复杂性和特
异性，除应考虑构件中的最大应力外，还应注意因 材料各向异性特点而产生的薄弱环节，例如复合 材料的剪切性能和拉伸性能，均呈现出纤维横向 的性能远低于纤维方向的性能。
合材料有显著的不同，通过采用某种设计方法将
增强相掺入基体相，在形成复合材料的同时形成 复合材料构件。
（６）汽车复合材料的叠加效应。叠加效应是 汽车复合材料的一种主要复合效应，目的是通过 此材料组分性能的互补而扬长避短，保持增强相
和基体相的协调一致，使之成为能够在指定的工 作环境中有效承担预期载荷和发挥预期效能的有 机整体，达到复合效果。 综上所述，复合材料用于汽车中具有许多优 势。但是，同时也存在弊端，比如：原材料成本较
纵梁等的安装定位孑Ｌ的孑Ｌ位限制，并结合原钢件