مع التطور السريع لصناعة السيارات، يستمر الإنتاج السنوي وملكية السيارات في الزيادة، مما يؤدي إلى أزمة الطاقة العالمية واستمرار تفاقم مشاكل التلوث البيئي. أصبح الحد من انبعاثات الكربون طوال دورة حياة السيارات قضية رئيسية تحتاج صناعة السيارات العالمية إلى حلها.
وتشير الجمعية العالمية للألمنيوم إلى أن كل تخفيض بنسبة 10% في كتلة السيارة يمكن أن يقلل من استهلاك الوقود بنسبة 6% إلى 8%. وفي الوقت نفسه، في صناعة السيارات، يمكن أن يساعد وزن السيارة الخفيف المركبات ذات المحركات التقليدية على تقليل استهلاك الوقود أو المركبات الكهربائية على زيادة عدد الكيلومترات. يعد هذا أيضًا أحد الوسائل المهمة لتعزيز الحفاظ على طاقة المركبات وخفض الانبعاثات. من بين العديد من المواد الجديدة خفيفة الوزن وعالية القوة المستخدمة في التصميم الهيكلي خفيف الوزن، تتمتع المواد المركبة من ألياف الكربون بمزايا واضحة تتمثل في القوة المحددة العالية والصلابة المحددة. وفي الوقت نفسه، لديهم مقاومة جيدة للحرارة، ومقاومة للتآكل الحمضي والقلوي ومقاومة منخفضة للتآكل. معامل التمدد الحراري، امتصاص جيد للطاقة النوعية ومزايا أخرى تجعلها الخيار الأول للتصميم خفيف الوزن للأجزاء الخارجية والداخلية للسيارات.
يعد غطاء السيارة جزءًا مهمًا من جسم السيارة وله وظائف مثل حماية المحرك وعزل الضوضاء. يتم استخدام المواد المركبة من ألياف الكربون في تصميم أغطية السيارات، والتي يمكن أن تقلل من وزن أغطية السيارات وتقلل بشكل فعال من كتلة جسم السيارة. مع التطور السريع لتكنولوجيا تصنيع مركبات ألياف الكربون، وتكنولوجيا العمليات، وتكنولوجيا المحاكاة العددية في الداخل والخارج، اجتذب تحسين التصميم الهيكلي والعملي للأغطية المركبة من ألياف الكربون للسيارات عددًا كبيرًا من الباحثين لتكريس أنفسهم لها.
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.
أحدث هدف بحثي هو استخدام طريقة تصميم التحسين المشترك متعدد المراحل للتصميم المفاهيمي واختبار أداء المواد وتصميم العمليات لتحقيق تصميم خفيف الوزن للأغطية المركبة من ألياف الكربون مع تلبية الخصائص الميكانيكية المختلفة ومتطلبات عملية التصنيع.
