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漢高與合作伙伴展示混合動力汽車車身部件的輕量化潛力

2019-10-16 09:05:56來源:中塑在線 閱讀量:20438

  【塑料機械網 科技創新】 在一項全面的聯合研究中,復合材料制造商漢高和工程顧問RLE國際公司檢查并驗證了高性能結構泡沫在汽車車身和封閉件輕量化方面的潛力。研究表明,與傳統的全金屬結構相比,具有結構泡沫肋條和增強材料的纖維增強聚合物組件可以為每輛車節省40公斤以上的重量。
 
  車身部件,特別是封閉件,一直是汽車工程中輕量化的關鍵,因為它們是汽車上最大的部件之一。即使鋼材厚度減少十分之一毫米,也意味著總體重量減少了幾公斤,對燃料或電力消耗以及碳排放產生了積極影響。然而,在大多數現代汽車中,當涉及到鋼材時,對厚度的工程限制絕對是一個挑戰,因此進一步的厚度減少可能會在滿足所需的機械強度和碰撞保護方面產生問題。
 
  漢高全球工程、OEM設計、汽車和運輸主管David Caro說:“在一種全新的方法中,我們研究了通過用混合纖維和結構泡沫增強聚合物解決方案取代傳統的全金屬設計來克服這些限制的可能性。我們的研究結果證實,我們可以在不犧牲安全性的情況下,通過對具有選擇性泡沫肋和增強材料的纖維增強塑料框架或載體的剛度進行優化,以具有競爭力的成本,進一步顯著降低重量。”
 
  這種混合材料的特點是采用高纖維增強聚合物(FRP)和選擇性增強材料(Henkel s Teroson EP結構泡沫)制成的實體框架或載體。Teroson EP結構泡沫是一種市售的環氧基材料,可在極輕的情況下提供高強度和剛度。泡沫在預定區段處注入載體中,在電子涂層烤箱中膨脹,并在混合組件和白色車身中的相鄰部件之間創建剛性連接。
 
  這種材料在未固化的情況下,可以耐普通汽車洗滌和磷化溶液以及電浸漬涂層。然后根據特定的泡沫等級,在15分鐘或更短的時間內進行固化。
 
  這個綜合項目包括SUV車輛的所有主要車身和閉合部件,從保險杠、擋泥板、支柱和門,到搖臂面板、側板和后門。RLE國際公司新業務開發部項目經理Tobias Wigand解釋說:“最終設計是在幾個連續優化周期中根據標準規范,基于廣泛的有限元工程和碰撞模擬得出的。在某些情況下,例如側門,與最初的全鋁設計相比,我們的混合結構塑料和泡沫解決方案甚至能夠超過預期的性能。”
 
  研究中進行的碰撞模擬嚴格遵守要求極高的國際汽車標準,例如根據歐洲新車評估計劃(Euro NCAP)和高速公路安全保險研究所(IIHS)分別以64公里/小時和50公里/小時的速度進行的偏置和小重疊正面碰撞測試。根據美國NCAP規范,以32公里/小時的速度測試側面(或桿)碰撞性能。根據美國聯邦機動車安全標準(FMVSS)第301號規定,在固定的測試車輛上以60公里/小時的速度移動障礙物模擬了后碰撞場景。采用另一種IIHS檢測標準建立了頂板的抗壓性能。
 
  總體而言,與漢高的Teroson EP結構泡沫相結合的混合設計被發現在變形和侵入的限度內很好地通過了所有這些測試,同時與傳統的全金屬組件相比,提供了大量的重量節省。漢高和RLE國際公司正在提供其混合結構設計技術,作為從概念到推出和系列生產的全方位聯合方法,確保所有開發、工程和材料過程的安全性和可持續性。每個設計都是根據客戶規范和適用的行業標準針對所有相關的碰撞負載情況進行全面設計和優化的。

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