Mit der rasanten Entwicklung der Automobilindustrie nehmen die jährliche Produktion und der Besitz von Automobilen weiter zu, was zu einer weiteren Verschärfung der globalen Energiekrise und der Umweltverschmutzungsprobleme führt. Die Reduzierung der CO2-Emissionen im gesamten Lebenszyklus von Automobilen ist zu einem zentralen Problem geworden, das die globale Automobilindustrie lösen muss.
Die World Aluminium Association weist darauf hin, dass jede Reduzierung der Fahrzeugmasse um 10 % den Kraftstoffverbrauch um 6 bis 8 % senken kann. Gleichzeitig kann in der Automobilindustrie der Fahrzeugleichtbau dazu beitragen, dass Fahrzeuge mit herkömmlichem Motor den Kraftstoffverbrauch senken oder Elektrofahrzeuge die Kilometerleistung erhöhen. Dies ist auch eines der wichtigen Mittel zur Förderung der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung von Fahrzeugen. Unter den verschiedenen neuen leichten und hochfesten Materialien, die im Leichtbau-Strukturdesign verwendet werden, weisen Kohlefaser-Verbundwerkstoffe offensichtliche Vorteile einer hohen spezifischen Festigkeit und spezifischen Steifigkeit auf. Gleichzeitig weisen sie eine gute Hitzebeständigkeit, Säure- und Alkali-Korrosionsbeständigkeit und eine geringe Korrosionsbeständigkeit auf. Der Wärmeausdehnungskoeffizient, die gute spezifische Energieabsorption und weitere Vorteile machen es zur ersten Wahl für die Leichtbaukonstruktion von Außen- und Innenteilen von Automobilen.
Die Motorhaube ist ein wichtiger Teil der Karosserie und hat Funktionen wie den Schutz des Motors und die Geräuschdämmung. Bei der Konstruktion von Motorhauben werden Kohlefaserverbundwerkstoffe verwendet, die das Gewicht von Motorhauben reduzieren und die Masse der Karosserie wirksam reduzieren können. Mit der rasanten Entwicklung der Technologie zur Herstellung von Kohlefaserverbundwerkstoffen, der Prozesstechnologie und der numerischen Simulationstechnologie im In- und Ausland hat die Struktur- und Prozessdesignoptimierung von Motorhauben aus Kohlefaserverbundwerkstoffen für Kraftfahrzeuge eine große Anzahl von Forschern angezogen, die sich diesem Thema widmen.
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.
Das neueste Forschungsziel besteht darin, eine mehrstufige gemeinsame Optimierungsdesignmethode aus Konzeptdesign, Materialleistungsprüfung und Prozessdesign zu verwenden, um schließlich eine Leichtbaukonstruktion von Motorhauben aus Kohlefaserverbundwerkstoffen zu erreichen und gleichzeitig verschiedene mechanische Eigenschaften und Anforderungen an den Herstellungsprozess zu erfüllen.
