Wraz z szybkim rozwojem przemysłu samochodowego roczna produkcja samochodów i liczba właścicieli samochodów stale rosną, co powoduje globalny kryzys energetyczny i problemy związane z zanieczyszczeniem środowiska. Zmniejszenie emisji dwutlenku węgla w całym cyklu życia samochodów stało się kluczowym problemem, który musi rozwiązać światowy przemysł motoryzacyjny.
Światowe Stowarzyszenie Aluminium zwraca uwagę, że każde 10% zmniejszenie masy pojazdu może zmniejszyć zużycie paliwa od 6% do 8%. Jednocześnie w przemyśle motoryzacyjnym zmniejszenie masy pojazdów może pomóc pojazdom z tradycyjnym silnikiem zmniejszyć zużycie paliwa, a pojazdom elektrycznym zwiększyć przebieg. Jest to również jeden z ważnych sposobów promowania oszczędzania energii przez pojazdy i redukcji emisji. Wśród różnych nowych, lekkich i wysokowytrzymałych materiałów stosowanych w lekkich konstrukcjach konstrukcyjnych, materiały kompozytowe z włókna węglowego mają oczywiste zalety w postaci wysokiej wytrzymałości właściwej i określonej sztywności. Jednocześnie mają dobrą odporność na ciepło, odporność na korozję kwasową i zasadową oraz niską odporność na korozję. Współczynnik rozszerzalności cieplnej, dobra absorpcja energii właściwej i inne zalety sprawiają, że jest to pierwszy wybór w przypadku lekkich konstrukcji zewnętrznych i wewnętrznych części samochodów.
Maska samochodu jest ważną częścią nadwozia samochodu i spełnia takie funkcje, jak ochrona silnika i izolowanie hałasu. Do projektowania masek samochodowych stosuje się materiały kompozytowe z włókna węglowego, które mogą zmniejszyć wagę masek samochodowych i skutecznie zmniejszyć masę karoserii samochodu. Wraz z szybkim rozwojem technologii produkcji kompozytów z włókna węglowego, technologii procesowej i technologii symulacji numerycznej w kraju i za granicą, optymalizacja konstrukcji i procesów projektowania samochodowych kompozytowych masek z włókna węglowego przyciągnęła dużą liczbę badaczy, którzy poświęcili się temu.
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.
Najnowszym obiektem badawczym jest zastosowanie wieloetapowej metody projektowania optymalizacji połączeń obejmującej projekt koncepcyjny, testowanie wydajności materiałów i projektowanie procesów, aby ostatecznie uzyskać lekką konstrukcję okapów z kompozytu włókna węglowego, przy jednoczesnym spełnieniu różnych właściwości mechanicznych i wymagań procesu produkcyjnego.
