玻璃与碳纤维增强复合材料在汽车保险杠中的应用

刊名：Composite Structures（英）

刊期：2015年第131期

作者：Do-Hyoung Kim et al

编译：于雅静

为提高燃油效率，许多研究者尝试以更轻的材料取代汽车零部件中沉重的金属材料,如铝或镁合金、超高强度钢或纤维增强塑料复合材料。尤其玻璃纤维增强塑料和碳纤维增强塑料的复合材料受到广泛关注，与传统的金属材料相比，所述复合材料的比刚度和比强度高且具有高阻尼能力。通过将设计优化过程与影响分析相结合的方法，设计了玻璃与碳纤维增强复合材料代替传统的玻璃垫热塑性材料，以此减轻汽车保险杠的质量。对玻璃与碳纤维增强复合材料的力学性能进行了预测，并且利用撞击仿真进行了保险杠的优化设计。

对各种玻璃与碳纤维增强复合材料进行了理论分析。利用微遗传算法与撞击仿真，对每个玻璃与碳纤维增强复合材料的保险杠进行最优设计。选择玻璃与碳纤维增强复合材料保险杠最优设计的同时，测量其撞击性能。试验结果表明，经过最优设计的玻璃与碳纤维增强复合材料的保险杠比传统保险杠的质量减轻33％，撞击性能得到较大改善。