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延锋彼欧玻纤增强复合材料车身
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延锋彼欧玻纤增强复合材料车身
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延锋彼欧玻纤增强复合材料车身

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攻坚克难,让材料更坚更韧


  延锋彼欧展厅

玻纤增强复合材料,顾名思义,就是用玻璃纤维及其制品作为增强材料,通过一定的成型工艺与其他材料(多为塑料,如聚丙烯、聚甲醛等)复合而成的一种新材料。在塑料中物理填充玻纤增强材料,就像用钢筋加固混凝土,可以在维持材料轻量化、低碳化的基础上,使材料的拉伸强度、尺寸稳定性、耐腐蚀性、耐热性、寿命等都有明显提升。

 

然而,玻纤增强材料由于不同位置的玻纤分布取向、弹性模量和失效强度等均不相同,这些因素会对工程师设计产品造成很大干扰。为了便于理解这些问题,我们可以类比一下水中的水草。水草尽管受到水流的持续冲击,依然可以在水中摇曳,不容易发生横向的折断;但是,如果从纵向用手撕,水草就会被轻易撕成两半,这与水草的纤维结构有关。玻纤增强材料的缺陷和水草颇为相似,由于在加工过程中采用注塑工艺,熔化的玻璃纤维在结构中流动,会导致材料横向结构相对较强,纵向结构相对较弱。

 

这种特性导致玻纤材料在疲劳、强度方面需要补强。作为国内领先的汽车外饰零部件供应商,延锋彼欧从塑料外饰件起家,探索并开拓了多种复合材料在汽车外饰件领域的应用,并用时近3年构建起玻纤增强复合材料的机械力学模型。通过结构件的碰撞冲击仿真测试,工程师可以精确定位结构件的失效区域,以便对这些薄弱环节进行有针对性的优化重构。


据悉,基于这一系列研究,延锋彼欧已公开发表期刊论文2篇,申请受理发明专利2项、实用新型专利7项,并收获企业、行业级诸多荣誉。延锋彼欧开发的玻纤增强材料疲劳预测程序在国内属于首次应用。同时,对高速冲击工况下的玻纤增强产品失效模式和失效趋势的预测精度也从过去的50%-60%大幅提高至80%以上;玻纤增强产品的刚度性能仿真精度更是提高到90%以上,从而攻克了玻纤复合材料应用中的一系列结构性难题,为整车的轻量化设计提供了有力支持。



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以塑代钢,让整车更轻更强


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轻量化

玻纤增强复合材料具有轻质、高强的特点,其密度远低于钢板,因此可以显著减轻车身重量。轻量化车身设计能够显著提升汽车的续航里程(新能源)、燃油经济性(传统动力)、加速性能和操控性能,这些性能的提升是消费者在购买汽车时非常关注的因素。以燃油经济性为例,根据研究,汽车质量每减轻10%,燃油消耗可降低6%至8%。整车轻量化是当下汽车行业炙手可热的话题之一,好的轻量化表现有助于提升整车产品的市场竞争力和整车企业的品牌形象。同时,随着全球环境意识的不断强化,各国政府纷纷出台了严格的汽车排放法规。轻量化车身设计可以帮助整车企业巩固碳减排成果,从而满足这些法规要求,避免企业因违规而面临罚款或市场准入限制,为全球绿色可持续发展贡献一份力量。

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安全性

很多朋友一听到“以塑代钢”,第一反应就是车企偷工减料导致车辆安全性变差,实则不然。虽然轻量化材料在密度上的确低于传统钢材,但通过合理的结构设计,这些材料可以构建出更加坚固的车身框架。在发生碰撞时,轻量化车身能够更好地吸收和分散碰撞能量,减少对车内乘客的冲击,从而提高车辆的抗撞击能力。

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耐腐蚀性

玻纤增强复合材料不易受到溶剂、油、酸、碱等化学物质的侵蚀,具有良好的耐腐蚀性能。相比之下,钢板如果漆面受损或防腐处理不当,容易生锈腐坏,影响车辆的美观和使用寿命。

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尺寸稳定性

玻纤增强复合材料的线膨胀系数小,尺寸稳定性好,适用于制造精度要求高的零部件。这有助于确保车身部件的精度和一致性,提高整车的装配质量表现。

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吸声、隔热性

玻纤增强复合材料具有良好的吸声和隔热性能,可以有效降低车辆行驶过程中的噪音和热量传递,提高座舱内驾乘人员的舒适性。

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易于成型、降低成本

玻纤增强复合材料易于模压成型,可以制造出形状各异的复杂零部件,且制造成本相对较低。这有助于降低车身的制造成本,提高生产效率。同时,由于玻纤增强复合材料可塑性强,便于整车企业实现更加符合空气动力学原理的车身形状,从而进一步优化车辆的燃油经济性和操控性能。



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03

继续探索,让企业快人一步


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来自华域汽车