复合材料汽车前地板后本体轻量化设计

对某新能源车型前地板后本体件进行轻量化设计,选用密度小、原材料成本低、成型效率高的短切玻纤热塑性复合材料(SGFRTP)替代原铝合金材料;结合性能要求、成型工艺和装配要求对前地板后本体件进行结构设计,通过加强筋合理布局提高结构件整体刚性;采用连续碳纤片材(CFRP)对主要承载区域进行补强设计,并结合连续纤维补强片成型特点对结构件局部结构进行二次优化。使用UG软件建模,导入HyperWorks中对前地板后本体典型工况进行分析。结果表明,以SGFRTP为基材辅以CFRP局部补强的复合材料前地板后本体结构设计满足性能和工艺要求,应力安全系数高于原铝合金地板,脚踩区与翻边过渡处的应力集中得到改善,同时减重10.37%,具有工程应用价值。

汽车前地板后本体复合模压成形工艺

针对汽车前地板后本体在线复合模压成形工艺,探究采用螺杆机混合浸润挤出的LFT-D高温坯料与单向碳纤维预浸料增强片的多元复合模压过程,通过正交实验法,研究复合模压成形的主要工艺参数(入模料温、模压压力、合模速度和保压时间等)对成形缺陷的影响,结合力学性能实验进行筛选,确定出了优化后的成形工艺组合参数为:单向碳纤维预浸料增强片的入模料温为100℃、模压压力为5000 kN、合模速度为10 mm·s^-1、保压时间为40 s。将有单向碳纤维预浸料增强片与无增强片的前地板后本体产品进行对比,在相同测试条件下进行冲击和拉伸力学性能实验,结果表明,1.3 mm的单向碳纤维预浸料增强片可以将厚度为2 mm的LFT-D产品的纵向抗拉强度和冲击韧性提高7~8倍。