徐海澜，张科峰

（重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心，重庆401122）

碳纤维复合材料在汽车后下部防护装置中的应用探讨

徐海澜，张科峰

（重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心，重庆401122）

基于某静态加载试验方法，运用ABAQUS对碳纤维复合材料制造的后下部防护装置进行有限元模拟，分析碳纤维复合材料的铺层方案对后下部防护装置性能的影响。研究表明，横梁采用90°单一角度铺层方案，纵梁采用混合角度铺层方案的组合性能最好。

汽车后下部防护装置；碳纤维复合材料；有限元分析

在轿车追尾货车事故中，由于两者尺寸差异很大，往往轿车会钻入货车后部。这种情况下，轿车发动机舱的吸能效果非常有限，结果就是货车后部直接撞击轿车乘员舱，导致轿车驾驶员头部受到严重伤害［1］。为了减少这种情况的发生，世界各国都出台了关于货车后下部防护装置的相关标准，我国标准GB 11567.2［2］、美国FMVSS 223［3］和FMVSS 224［4］以及欧洲ECER58［5］都规定了货车后下部防护装置的尺寸、安装、强度和吸能等要求。目前，关于后下部防护装置的研究主要集中在结构优化方面［6-8］，而对于其材料的研究比较少。

碳纤维复合材料（CFRP）是一种高强度复合材料［9-10］，具有高的比强度和比刚度。此外，还具有良好的耐热性和抗酸碱腐蚀能力，是一种发展前景十分广阔的轻量化材料，其在汽车领域的应用也越来越广泛。现阶段碳纤维的成本还很高，但国际上正在展开低成本碳纤维的研究，并已经有所突破，有望把碳纤维成本控制在11～15美元/kg［11］，届时其相对于传统材料的优势将更加明显。……