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汉高与合作伙伴展示混合动力汽车车身部件的轻量化潜力

在一项全面的联合研究中,复合材料制造商汉高和工程顾问RLE国际公司检查并验证了高性能结构泡沫在汽车车身和封闭件轻量化方面的潜力。研究表明,与传统的全金属结构相比,具有结构泡沫肋条和增强材料的纤维增强聚合物组件可以为每辆车节省40公斤以上的重量。

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车身部件,特别是封闭件,一直是汽车工程中轻量化的关键,因为它们是汽车上最大的部件之一。即使钢材厚度减少十分之一毫米,也意味着总体重量减少了几公斤,对燃料或电力消耗以及碳排放产生了积极影响。然而,在大多数现代汽车中,当涉及到钢材时,对厚度的工程限制绝对是一个挑战,因此进一步的厚度减少可能会在满足所需的机械强度和碰撞保护方面产生问题。

汉高全球工程、OEM设计、汽车和运输主管David Caro说:“在一种全新的方法中,我们研究了通过用混合纤维和结构泡沫增强聚合物解决方案取代传统的全金属设计来克服这些限制的可能性。我们的研究结果证实,我们可以在不牺牲安全性的情况下,通过对具有选择性泡沫肋和增强材料的纤维增强塑料框架或载体的刚度进行优化,以具有竞争力的成本,进一步显著降低重量。”

这种混合材料的特点是采用高纤维增强聚合物(FRP)和选择性增强材料(Henkel s Teroson EP结构泡沫)制成的实体框架或载体。Teroson EP结构泡沫是一种市售的环氧基材料,可在极轻的情况下提供高强度和刚度。泡沫在预定区段处注入载体中,在电子涂层烤箱中膨胀,并在混合组件和白色车身中的相邻部件之间创建刚性连接。

这种材料在未固化的情况下,可以耐普通汽车洗涤和磷化溶液以及电浸渍涂层。然后根据特定的泡沫等级,在15分钟或更短的时间内进行固化。

这个综合项目包括SUV车辆的所有主要车身和闭合部件,从保险杠、挡泥板、支柱和门,到摇臂面板、侧板和后门。RLE国际公司新业务开发部项目经理Tobias Wigand解释说:“最终设计是在几个连续优化周期中根据标准规范,基于广泛的有限元工程和碰撞模拟得出的。在某些情况下,例如侧门,与最初的全铝设计相比,我们的混合结构塑料和泡沫解决方案甚至能够超过预期的性能。”

研究中进行的碰撞模拟严格遵守要求极高的国际汽车标准,例如根据欧洲新车评估计划(Euro NCAP)和高速公路安全保险研究所(IIHS)分别以64公里/小时和50公里/小时的速度进行的偏置和小重叠正面碰撞测试。根据美国NCAP规范,以32公里/小时的速度测试侧面(或杆)碰撞性能。根据美国联邦机动车安全标准(FMVSS)第301号规定,在固定的测试车辆上以60公里/小时的速度移动障碍物模拟了后碰撞场景。采用另一种IIHS检测标准建立了顶板的抗压性能。

总体而言,与汉高的Teroson EP结构泡沫相结合的混合设计被发现在变形和侵入的限度内很好地通过了所有这些测试,同时与传统的全金属组件相比,提供了大量的重量节省。汉高和RLE国际公司正在提供其混合结构设计技术,作为从概念到推出和系列生产的全方位联合方法,确保所有开发、工程和材料过程的安全性和可持续性。每个设计都是根据客户规范和适用的行业标准针对所有相关的碰撞负载情况进行全面设计和优化的。




来源:中塑

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