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汽車復(fù)合材料的定義、分類和基本特點(diǎn)

2025China.cn   2009年01月14日

汽車復(fù)合材料具有“結(jié)構(gòu)物”的本質(zhì),即它首先是結(jié)構(gòu),其次才是材料。因此,要充分發(fā)揮汽車復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)從而推進(jìn)其在汽車中的廣泛應(yīng)用,必須首先對(duì)汽車復(fù)合材料的定義、分類和基本特點(diǎn)有一個(gè)清晰的了解和認(rèn)識(shí)。

 

盡管纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(以下簡(jiǎn)稱“復(fù)合材料”)的誕生至今已有76年的發(fā)展歷史,世界首輛復(fù)合材料車身的汽車Chevrolet Corvette誕生也有55年的歷史,在適應(yīng)汽車工業(yè)發(fā)展的需求中汽車復(fù)合材料技術(shù)也不斷得到了進(jìn)步和新的突破,從而在汽車中的應(yīng)用越來越廣泛。但是,一個(gè)不容忽視的問題是,汽車復(fù)合材料的推進(jìn)工作在汽車制造業(yè)中相對(duì)于其他輕量化材料仍然進(jìn)展緩慢,起伏跌宕,這一問題在我國(guó)汽車制造業(yè)中尤為突出。究其深層次原因,其中很重要的一點(diǎn)是,我國(guó)汽車行業(yè)的企業(yè)家、工程技術(shù)人員和用戶,包括目前汽車復(fù)合材料的部分從業(yè)人員對(duì)復(fù)合材料缺乏正確的認(rèn)識(shí)。

 

針對(duì)復(fù)合材料行業(yè)特有的認(rèn)識(shí)問題,我國(guó)著名的復(fù)合材料專家張汝光教授曾經(jīng)多次撰文并在不同的會(huì)議場(chǎng)合上大聲疾呼:要正確認(rèn)識(shí)復(fù)合材料!對(duì)此,他曾列舉了一個(gè)例子:1988年,美國(guó)國(guó)會(huì)技術(shù)評(píng)價(jià)局發(fā)表了一份供政府決策指導(dǎo)的300多頁的研究報(bào)告,報(bào)告題為“可設(shè)計(jì)的先進(jìn)材料(指復(fù)合材料)”。編者在“影響先進(jìn)材料更廣泛應(yīng)用的原因”一節(jié)中指出,要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)材料的更廣泛應(yīng)用,不僅僅要解決好技術(shù)方面的問題,還要設(shè)法改變包括研究人員和用戶等在內(nèi)的人的觀念問題,因?yàn)槿藗兛偸橇?xí)慣于用更適合于常規(guī)材料的觀念來考慮問題。這個(gè)例子很能說明問題,也值得大家反思。張教授指出,“習(xí)慣于用更適合于常規(guī)材料的觀念來認(rèn)識(shí)復(fù)合材料”是影響復(fù)合材料廣泛應(yīng)用的主要原因。眾所周知,美國(guó)是世界上復(fù)合材料應(yīng)用最廣、用量最大以及技術(shù)最先進(jìn)的國(guó)家,但他們?nèi)匀徽J(rèn)為,還是不能正確地認(rèn)識(shí)和看待復(fù)合材料,這是影響復(fù)合材料發(fā)展的重要原因。因此,對(duì)于復(fù)合材料應(yīng)用還很落后、急需迎頭趕上的中國(guó)汽車工業(yè)而言,只有正確認(rèn)識(shí)汽車復(fù)合材料,才能用好汽車復(fù)合材料,也才能更好、更快地發(fā)展汽車復(fù)合材料。從這個(gè)角度出發(fā),本連載文章特地單列一篇,以對(duì)汽車復(fù)合材料的定義、分類和基本特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹,加深讀者對(duì)汽車復(fù)合材料的認(rèn)識(shí)。

 

汽車復(fù)合材料的定義

 

不少專家認(rèn)為,當(dāng)前人類已從合成材料時(shí)代進(jìn)入到了復(fù)合材料時(shí)代,這種提法是有一定的科學(xué)依據(jù)的。因?yàn)橄胍铣梢环N新材料使之滿足各種高性能要求的綜合指標(biāo)是非常困難的。即使研制出了某一種滿意的材料,從實(shí)驗(yàn)室到規(guī)?;a(chǎn)的投入之大和周期之長(zhǎng)也令人望而生畏。但是,如果把現(xiàn)有的材料復(fù)合起來,則有可能達(dá)到事半功倍的效果。復(fù)合材料正是在這種技術(shù)研發(fā)的思路指導(dǎo)下蓬勃發(fā)展起來的,同時(shí),也造就了其不同于常規(guī)材料的許多特點(diǎn)和性能。那么復(fù)合材料究竟是一種什么樣的材料呢?它的正確定義應(yīng)該是什么?我們應(yīng)該如何正確理解和認(rèn)識(shí)它呢?

 

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織為復(fù)合材料下的定義,復(fù)合材料是由兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3961-1993對(duì)它的定義則是,由兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的物理相,包括粘結(jié)材料(基體)和粒料、纖維或片狀材料所組成的一種固體材料即為復(fù)合材料。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)盡管在文字組織上有所不同,但定義的基本內(nèi)容是一致的。根據(jù)其定義,我們可以從以下幾個(gè)方面來認(rèn)識(shí)和理解復(fù)合材料。

 

1、復(fù)合材料具有廣義的范疇,并沒有規(guī)定它由哪些特定的材料組合而成,也沒有對(duì)材料的物質(zhì)成分進(jìn)行限定,而只是定義兩種材料以上的組合,是一個(gè)材料使用方法的概念。由此我們可以想象,復(fù)合材料應(yīng)該是包羅萬象的,可以被設(shè)計(jì)成各種各樣的材料性能,這就為我們的創(chuàng)新和發(fā)展提供了無限的空間。

 

2、 復(fù)合材料的組分和它們的相對(duì)含量是經(jīng)人工選擇和設(shè)計(jì)的,并且是經(jīng)人工制造而成而并非天然形成的,這有助于我們區(qū)別具有某些復(fù)合材料形態(tài)特征的天然復(fù)合材料。

 

3 復(fù)合材料的組分雖然可以是多種多樣的,但是必須具有相對(duì)的獨(dú)立性,即復(fù)合后仍然保持其固有的物理和化學(xué)性質(zhì),這不同于我們所知的化合物或合金一類的材料。

 

4、 復(fù)合材料的性能取決于各組分材料性能的協(xié)同,不是各組分材料之間性能的簡(jiǎn)單相加,而是有著重要的改進(jìn)意義。因此,復(fù)合材料具有新的、獨(dú)特的和可用的性能,這種性能是單組分材料性能所不及或不同的,它應(yīng)該是一種可設(shè)計(jì)的材料。

 

5、復(fù)合材料是各組分之間被明顯界面區(qū)分的多相材料。其中組分材料被區(qū)分為增強(qiáng)相和基體相,增強(qiáng)相和基體相是根據(jù)它們組分的物理和化學(xué)性質(zhì)以及在最終復(fù)合材料中的形態(tài)來區(qū)分的。增強(qiáng)相組分通常呈纖維(連續(xù)的或短切的)、薄片或顆粒狀,具有較高的強(qiáng)度、模量、硬度和脆性,在復(fù)合材料承受外加載荷時(shí)是主要的承載體。由于其在復(fù)合材料中呈分散形式,被基體相隔離并包圍,因此又將其稱為“分散相”?;w相組分是包圍增強(qiáng)相并相對(duì)較軟和韌性的貫連材料。在復(fù)合材料中,增強(qiáng)相和基體相之間存在著明顯的結(jié)合面,稱為“復(fù)合材料的界面”。由于復(fù)合材料的界面位于增強(qiáng)相和基體相之間,并使這兩相彼此相連,而化學(xué)成分和力學(xué)性能與相鄰兩相又有明顯的區(qū)別,能夠起著傳遞載荷的作用,所以其對(duì)復(fù)合材料的性能、破壞行為及應(yīng)用效能具有很大的影響。

 

以上定義和解讀所規(guī)定的是廣泛意義的復(fù)合材料,既包括了聚合物基(樹脂)復(fù)合材料,又包括了金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳/碳復(fù)合材料、水泥基復(fù)合材料等。其中,聚合物基(樹脂)復(fù)合材料的應(yīng)用最廣,品種最多,產(chǎn)量最高,在復(fù)合材料中占據(jù)著重要的地位。在聚合物基(樹脂)復(fù)合材料中,纖維增強(qiáng)聚合物基(樹脂)復(fù)合材料又是應(yīng)用最廣、品種最多且產(chǎn)量最高的一種,其在聚合物基(樹脂)復(fù)合材料中占據(jù)著重要的地位,因此人們習(xí)慣上將纖維增強(qiáng)聚合物基(樹脂)復(fù)合材料簡(jiǎn)稱為“復(fù)合材料”,而其他復(fù)合材料則被冠以全稱。

 

在汽車工業(yè)中,目前主要使用的也是這種以纖維為增強(qiáng)相的樹脂基復(fù)合材料。因此,本文所指的“汽車復(fù)合材料”正是“纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料”。由此我們得出了汽車復(fù)合材料的定義:能滿足汽車工業(yè)需求和技術(shù)性能指標(biāo)的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料即為“汽車復(fù)合材料”。

 

汽車復(fù)合材料的分類

 

雖然已明確了“能滿足汽車工業(yè)需求和技術(shù)性能指標(biāo)的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料”即為汽車復(fù)合材料,但按照不同的著眼點(diǎn),仍有許多分類方法。例如,可以按照基體樹脂的性質(zhì)或種數(shù)來分,也可以按照增強(qiáng)相纖維的種類、形態(tài)或排列來分,還可以按照使用功能來進(jìn)行分類,等等。

 

1、 按基體樹脂性能進(jìn)行的分類包括:纖維增強(qiáng)熱固性樹脂基汽車復(fù)合材料,涉及:纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂基復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)酚醛樹脂基復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)乙烯基酯樹脂基復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)聚氨酯基復(fù)合材料等等;纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂基汽車復(fù)合材料,涉及:纖維增強(qiáng)聚丙烯基復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)聚碳酸酯基復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)聚酰亞胺基復(fù)合材料、纖維增強(qiáng)聚甲醛基復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)聚氯乙烯基復(fù)合材料等等。

 

2、 按樹脂種數(shù)進(jìn)行的分類包括:纖維增強(qiáng)單一樹脂基汽車復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)混雜樹脂基汽車復(fù)合材料。

 

3、 按增強(qiáng)相纖維的種類進(jìn)行的分類包括:玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料、芳綸纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料以及天然植物纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料等。

 

4、按纖維增強(qiáng)材料的長(zhǎng)短進(jìn)行的分類包括:連續(xù)纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料、長(zhǎng)纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料和短纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料等。

 

5、按纖維增強(qiáng)材料種數(shù)進(jìn)行的分類包括:?jiǎn)畏N增強(qiáng)材料樹脂基汽車復(fù)合材料和混雜增強(qiáng)材料樹脂基汽車復(fù)合材料。

 

6、按使用性能進(jìn)行的分類包括:結(jié)構(gòu)纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料和功能纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料。

 

7、 按纖維增強(qiáng)材料特性及其所用基體范圍進(jìn)行的分類包括:傳統(tǒng)纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料和先進(jìn)纖維增強(qiáng)樹脂基汽車復(fù)合材料。

 

SMC工藝制造的多功能復(fù)合材料車頂被用在雪鐵龍公司BERLINGO車上

 

汽車復(fù)合材料的基本特點(diǎn)

 

與傳統(tǒng)的鋼、鐵、鋁以及塑料和橡膠等材料相比,汽車復(fù)合材料是完全不同的另一類新型材料。它不像傳統(tǒng)的材料那樣具有均勻的且各向同性的材質(zhì),而是呈現(xiàn)出非勻質(zhì)的各向異性。確切地說,汽車復(fù)合材料首先應(yīng)該是一種結(jié)構(gòu)物,其次才是一種材料。既然如此,汽車復(fù)合材料與傳統(tǒng)的常用汽車材料相比有哪些特殊之處呢?

 

1、 汽車復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性

 

汽車復(fù)合材料設(shè)計(jì)的第一步是選擇增強(qiáng)相和基體相等基本組分,即確定增強(qiáng)相和基體相的種類(即選擇“復(fù)合體系”),并根據(jù)復(fù)合體系初步確定增強(qiáng)相在汽車復(fù)合材料中的體積分?jǐn)?shù)(即各組分材料之間的體積比例)。

 

通常,對(duì)汽車復(fù)合材料構(gòu)件性能的一般要求和特殊要求是選擇增強(qiáng)相的重要依據(jù)。一般要求包括:密度、強(qiáng)度、模量、化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸和形狀、生產(chǎn)加工性、成本、經(jīng)濟(jì)性、性能再現(xiàn)性和一致性、對(duì)損傷和磨損的抵抗與耐受能力,以及與基體相的粘接性等。特殊要求包括:導(dǎo)熱性、熱膨脹系數(shù)、抗老化性、抗氧化性和再結(jié)晶性等。

 

作為設(shè)計(jì)依據(jù)的原始數(shù)據(jù),對(duì)基體相選擇的一般要求包括:對(duì)增強(qiáng)相的包容性和充填變形性,以及基體本身的固結(jié)性、斷裂韌性、耐腐蝕性、抗疲勞性和強(qiáng)度等;特殊要求包括:高溫抗氧化性和抗蠕變能力、粘接性和二次加工性等。

 

一般,可根據(jù)汽車復(fù)合材料中各組分的職能和所需承擔(dān)的載荷及載荷分布情況,以及具體使用條件對(duì)汽車復(fù)合材料提出的各種性能要求,來確定復(fù)合材料體系。在此基礎(chǔ)上,再?gòu)膸追N汽車復(fù)合材料體系的侯選方案中,進(jìn)行定性和定量比較篩選。

 

眾所周知,材料性能的可設(shè)計(jì)性實(shí)際上是通過改變材料的組分、結(jié)構(gòu)、工藝方法和工藝參數(shù)等來實(shí)現(xiàn)的。顯然,汽車復(fù)合材料中包含有許多影響最終性能的、可人為調(diào)節(jié)的因素。從理論上講,它可以達(dá)到的性能范圍幾乎是無限的。汽車復(fù)合材料的力學(xué)、機(jī)械性能以及熱、聲、光、電、防腐和抗老化等物理、化學(xué)性能都可以按構(gòu)件的使用要求和環(huán)境條件要求,通過組分材料的選擇和匹配、鋪層設(shè)計(jì)及界面控制等材料設(shè)計(jì)手段,最大限度地達(dá)到預(yù)期的使用性能目標(biāo)。因此,我們可以認(rèn)為,汽車復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性,而且還有極大的自由度,能夠方便地實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)中真正意義上的、具有最佳性價(jià)比的汽車構(gòu)件的開發(fā)和制造。

 

2、汽車復(fù)合材料的材料與構(gòu)件制造具有同一性

 

汽車復(fù)合材料的組分增強(qiáng)相和基體相以及相對(duì)體積分?jǐn)?shù)一經(jīng)確定,就可以按照構(gòu)件的性能要求對(duì)它們進(jìn)行選擇排列和匹配等設(shè)計(jì)。待設(shè)計(jì)確定后,再經(jīng)復(fù)合加工就可以得到所希望的汽車復(fù)合材料構(gòu)件。由此不難發(fā)現(xiàn),制造汽車復(fù)合材料與制造汽車復(fù)合材料構(gòu)件是同步的。其特點(diǎn)是,對(duì)材料的設(shè)計(jì)要使其能夠滿足構(gòu)件的性能要求。隨著符合性能要求的構(gòu)件被復(fù)合成功,汽車復(fù)合材料也隨之被確定下來。相比之下,采用傳統(tǒng)的常規(guī)材料制造的汽車構(gòu)件,其成型過程通常是對(duì)現(xiàn)成材料的再加工。其過程包括:首先選用以板、塊、棒、管和型材等形式提供的材料,然后再對(duì)這些材料進(jìn)行諸如鋸、銑、車和刨等機(jī)械切削加工,并采用螺接、鉚接、焊接和粘接等連接方式,最終制成所需的構(gòu)件。顯然,對(duì)汽車復(fù)合材料的加工與傳統(tǒng)的常規(guī)材料的加工方法有著明顯的不同,它是通過采用某種設(shè)汁方法,將增強(qiáng)相摻入到基體相中,從而在形成復(fù)合材料的同時(shí),也形成了復(fù)合材料的構(gòu)件。因此可以認(rèn)為,汽車復(fù)合材料的材料與構(gòu)件制造具有同一性。

 

3、汽車復(fù)合材料有可能實(shí)現(xiàn)整體的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)

 

由于具有可設(shè)計(jì)性,以及材料與構(gòu)件制造的同一性,因此使得汽車復(fù)合材料有可能實(shí)現(xiàn)整體的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。整體的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的整體化以及對(duì)材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝設(shè)計(jì)的綜合優(yōu)化。眾所周知,傳統(tǒng)材料的汽車構(gòu)件,其成型通常是對(duì)現(xiàn)成材料的再加工。在加工的過程中,材料不會(huì)發(fā)生組分和化學(xué)變化。受加工工藝和條件的限制,一般很難一步完成對(duì)構(gòu)件整體的加工,而往往是先分割成小件加工,再通過焊接或其他連接手段而最終組合成一個(gè)完整的構(gòu)件,不僅制造工序復(fù)雜,而且生產(chǎn)效率低下,加工成本高。與之所不同的是,汽車復(fù)合材料的材料和結(jié)構(gòu)可同時(shí)成型制得,并且作為汽車復(fù)合材料增強(qiáng)相的玻璃纖維和玻璃纖維織物是柔軟的,其基體相樹脂在成型過程中則是易于流動(dòng)的,因此汽車復(fù)合材料很容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品構(gòu)件的整體化設(shè)計(jì)以及對(duì)材料、結(jié)構(gòu)和制造工藝的綜合優(yōu)化。而整體化設(shè)計(jì)以及對(duì)材料、結(jié)構(gòu)和制造工藝的綜合優(yōu)化又往往會(huì)帶來如下優(yōu)勢(shì):構(gòu)件的整體性能好且造型容易,可大幅度減少零部件和連接件的數(shù)量,從而簡(jiǎn)化工序、縮短加工周期、提高生產(chǎn)效率并降低成本??梢钥隙ǖ氖牵绻軌虺浞职l(fā)揮汽車復(fù)合材料的這一優(yōu)點(diǎn),將從根本上改變傳統(tǒng)汽車工業(yè)的生產(chǎn)模式,并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

 

4、汽車復(fù)合材料的性能對(duì)復(fù)合工藝具有依賴性

 

由于在汽車復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的成型過程中,其組分材料會(huì)發(fā)生物理和化學(xué)變化。而不同的成型工藝所用原材料的種類、增強(qiáng)材料的形式、纖維體積含量和鋪設(shè)方案也不盡相同,因此決定了構(gòu)件的性能對(duì)復(fù)合工藝方法、工藝參數(shù)和工藝過程等具有很大的依賴性。由此可見,科學(xué)地選擇合理的復(fù)合材料制造工藝對(duì)滿足汽車復(fù)合材料部件的性能要求至關(guān)重要。通常,合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分考慮到制造工藝的可能性,而制造工藝設(shè)計(jì)則應(yīng)最大限度地保證實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但在現(xiàn)階段,受認(rèn)識(shí)和技術(shù)等因素的限制,在汽車復(fù)合材料的成型過程中,還很難對(duì)其工藝參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制。因此一般來說,汽車復(fù)合材料構(gòu)件的性能分散性是比較大的,這一點(diǎn)應(yīng)務(wù)必引起重視。

 

5、汽車復(fù)合材料具有各向異性和非均質(zhì)性的力學(xué)性能特點(diǎn)

 

從力學(xué)分析的角度看,汽車復(fù)合材料與傳統(tǒng)材料(如金屬材料)的顯著區(qū)別是,后者是均質(zhì)的和各向同性的,而前者是非均質(zhì)的和各向異性的。所謂“均質(zhì)”,就是物體內(nèi)各點(diǎn)的性能相同,也就是說,物體的性能不是物體內(nèi)位置的函數(shù)。而“非均質(zhì)”正好與此相反。所謂“各向同性”就是在物體內(nèi)一點(diǎn)的各個(gè)方向上都具有相同的性能,而“各向異性”則表明某點(diǎn)的性能是該點(diǎn)方向的函數(shù)。

 

傳統(tǒng)的汽車材料都是各向同性的勻質(zhì)材料,這使得設(shè)計(jì)人員養(yǎng)成了一個(gè)習(xí)慣,即在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),往往只需考慮構(gòu)件中應(yīng)力最大的部位,因?yàn)橹挥羞@里才是構(gòu)件的最薄弱環(huán)節(jié)。而汽車復(fù)合材料具有強(qiáng)烈的各向異性和非均質(zhì)性的特點(diǎn),因而在外力作用下,其變形特征不同于一般的各向同性材料。通常,一種外力常常可以引起多種基本變形,而一個(gè)較小的應(yīng)力,如果正好作用在材料性能薄弱的方向上,同樣有可能引起對(duì)構(gòu)件的破壞。所以,在進(jìn)行汽車復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要注意它的復(fù)雜性和特異性。除了要考慮結(jié)構(gòu)物中的最大應(yīng)力外,還要注意因材料強(qiáng)烈的各向異性特點(diǎn)而反映出來的薄弱環(huán)節(jié),例如,剪切性能和橫向性能遠(yuǎn)弱于纖維方向性能等。

 

6、汽車復(fù)合材料的疊加效應(yīng)

 

對(duì)汽車復(fù)合材料的設(shè)計(jì),首先是要選擇合適的單元組分材料,即挑選那些在組合成汽車復(fù)合材料結(jié)構(gòu)后,有希望達(dá)到預(yù)期性能指標(biāo)的增強(qiáng)相和基體相組分。而要實(shí)現(xiàn)希望的性能指標(biāo),主要應(yīng)依靠增強(qiáng)相與基體相在復(fù)合后性能的疊加或互補(bǔ),使汽車復(fù)合材料獲得一種新的、獨(dú)特而又優(yōu)于各單元組分的簡(jiǎn)單混合物的性能,這就是汽車復(fù)合材料的疊加效應(yīng)。疊加效應(yīng)是汽車復(fù)合材料的一種主要復(fù)合效應(yīng),目的是通過材料組分性能的揚(yáng)長(zhǎng)避短和性能互補(bǔ),保持增強(qiáng)相和基體相的協(xié)調(diào)一致,使之成為能夠在指定的工作環(huán)境范圍中有效承擔(dān)預(yù)期載荷和發(fā)揮預(yù)期效能的有機(jī)整體,最終達(dá)到預(yù)期的復(fù)合效果。

 

SMC工藝制造的復(fù)合材料后行李廂蓋被用在雷諾公司MEGANE CC車上

 

結(jié)束語

 

從汽車復(fù)合材料的定義、分類和基本特點(diǎn)中,可以認(rèn)識(shí)到汽車復(fù)合材料與傳統(tǒng)的汽車材料有著根本的區(qū)別。汽車復(fù)合材料具有“結(jié)構(gòu)物”的本質(zhì),即它首先是結(jié)構(gòu),其次才是材料。因此,在推進(jìn)汽車復(fù)合材料在汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用的同時(shí),還應(yīng)該不斷地提高對(duì)汽車復(fù)合材料的認(rèn)識(shí),充分發(fā)揮汽車復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì),從而在對(duì)汽車復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),不受傳統(tǒng)的汽車材料設(shè)計(jì)觀念的束縛,而應(yīng)該根據(jù)汽車復(fù)合材料的特點(diǎn),建立新的觀念和方法,特別是要學(xué)習(xí)和借鑒歐美先進(jìn)的汽車復(fù)合材料理念和先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段,站在巨人的肩膀上更好更快地發(fā)展我國(guó)的汽車復(fù)合材料工業(yè),為我國(guó)汽車工業(yè)的進(jìn)步和汽車輕量化做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

 

最后需要強(qiáng)調(diào)的是,汽車復(fù)合材料是復(fù)合材料的一部分,是復(fù)合材料的一個(gè)分支,但又不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為它等同于復(fù)合材料。只有既能滿足汽車工業(yè)需求而又達(dá)到汽車技術(shù)性能指標(biāo)的纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料才能將其稱之為“汽車復(fù)合材料”。目前國(guó)內(nèi)很多未進(jìn)行性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、未能滿足汽車工業(yè)需求和技術(shù)性能指標(biāo)的那些“形似而非神似”的復(fù)合材料汽車零部件,我們只能說是復(fù)合材料制品,而非汽車復(fù)合材料零部件,這是一個(gè)重要的區(qū)別。(

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標(biāo)簽:汽車復(fù)合材料 定義 分類 基本特點(diǎn) 我要反饋 
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