复合材料在汽车中的应用探讨

来源 :大众汽车·学术版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hydhyd112
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  【摘要】现如今汽车制造业的发展越来越快,而汽车带给大气的污染现在也是显而易见的。随着科技的发展和人民生活水平的提高,"环保"一词对人类本身也越来越重要。为了节能减排,一些新型材料运用在我们的生活中。本人以汽车为例,来探讨一下汽车当中所使用的复合材料。【关键词】复合材料;汽车发展;环保引言目前国内汽车制造业发展迅猛,已经成为我国一个重要的经济支柱。据统计,到2010年,我国汽车的产销量已经跃居世界首位。但是汽车的迅猛发展也造成了能源的缺乏和环境污染等一些列问题。伴随着科技进步,汽车的节能环保也成为了我国相关产业的目标。现阶段的汽车上,大部分零部件都是由钢材料加工而成,但钢材料也有腐蚀性差、密度过大、能量消耗过多等缺点,所以用轻质材料取缔钢材料已迫在眉睫。一、汽车制造业的发展趋势
  目前节能减排是现阶段人们改善如今环境的一种手段,改善空气的同时,也能缓解日益紧张的能源需求。而用高科技、高性能的材料能使汽车轻量化,减轻车身的重量,进而减少油耗和尾气的排放。近些年来,由于科技的发展,汽车和机械领域在材料的强度等方面要求的越来越高,复合型材料的应用也越加的广泛。但宇航比起来,复合材料运用在汽车方面并不多。由于复合材料加工困难,原材料也相对较贵,所以发展的还是很缓慢。二、复合材料的特点
  复合材料是由两种或两种以上不同质地的材料,通过物理或化学等放在新组合而成的新材料。它优于自身组成的材料,也有很好的刚强度等。主要应用在汽车上面的材料有玻璃纤维、超高分子等等。汽车使用的复合材料与传统的材料完全是两个概念的东西,两者相比有以下几个特点:(一)应用于汽车的复合材料有设计性。设计具体的复合材料首先得选择基本的组成部分。复合材料在汽车应用中的力学、机械性以及热、声、光抗老化等在使用条件和环境条件的影响下,用组分材料的方式最大力度的达到事先预定好的目标。所以说复合材料在汽车中得运用有设计性,并且达到很高的自由度。(二)复合材料能够实现汽车综合优化。汽车复合材料所具有的设计性和同一性,使得它有很大的可能实现综合优化。只要将它通过合适的设计与结构优化,就能够很自如的解决工作流程复杂、效率低下、生产成本过高登一系列问题。(三)复合材料对制作工艺具有一定的依赖性。由于复合材料在制造过程中发生了变化,而不同成形的工艺所用得材料也千差万别,所以说构件的性能很大程度上依赖于复合工艺。在如今这个阶段,人们受到认识和科技等因素的约束,汽车复合材料在制作的流程中还是比较难精确掌握其具体的工艺参数。需要注意的是,一般汽车复合材料中构件的性能会有较大的分散性。(四)汽车的复合材料具有相互叠加的效应。这种反应时复合材料的复合效应,这种反应可以有效地组分性能,取长补短,还可有效的保持和基体组同步协调,并且还能使它在特定的工作环境中超长发挥优势,还可以承担预期的超载和负荷,继而达到复合的效果。综上所描述,复合材料运用在汽车生产中有非常多的好处。但凡事都由两面性,复合材料也存在着一些缺点,比如:其原材料成本较贵、弹性程度较低、材料的特性分散过大以及成产的周期过长,回收效果也不理想、在高温烘焙烤漆的情况下容易产生爆裂现象等等。但复合材料也经过了半个多世纪的发展,有些弊端已经得到了显著的改善。如今科技强大,复合材料也出现不少新工艺和新的制作技术,应用到汽车制造业中也越来越多了。三、复合材料在汽车上的应用 (一)在发动机上的应用复合材料最多是应用在活塞上面。因为活塞所处的范围温度、气压高,并且它在运动过程中经常和气缸壁之间产生强烈摩擦,非常容易坏掉。而复合材料正是最好的选择。如今的活塞中混合的材料主要是由低密度金属以及陶瓷纤维组成。陶瓷的质量非常轻,如果配气机中得其他附近也都用这种复合材料,那就能很容易提高发动机的功率,或者保持转速不动来达到减小排放的目的。若其他容易磨损变坏的零件都采用这种复合材料,也能减少磨损程度,从而延长零件的使用寿命。如若将陶瓷镶块装置在柴油机的涡流增压室,也可解决发动机在低负荷运行时产生的燃烧,并且减小燃烧时发出的噪声。(二)在车轮上的应用在复合材料车轮与铝合金车轮的弯曲疲劳实验时,通过建模,并用按照国家的相关标准在AN-SYS软件实验,分别分析了两种不同材质的轮胎强度。结果显示,在相同环境、应力水平条件下,复合材料的轮胎比铝合金的轻了40.74%。(三)新能源汽车的使用如今的混合动力汽车还有纯电动汽车普遍对节能和电池的续航能力要求比较高,所以减轻汽车的重量是非常重要的,而复合材料可以完成这个需求。另外,氢燃料电池等一系列新能源汽车的研发较多,进一步促使复合材料在气瓶中的开发和应用。结语人类在发展,科技在进步。如今的复合材料已经渗入各个领域,发挥着重要的作用。复合材料也正在渐渐地代替过时的金属材料。伴随着我国汽车工业的快速发展,新时期对汽车的要求增加,开发新材料,进一步减少车身重量,减少成本和污染的排放量,复合材料在汽车领域里的运用必定会越来越广泛,这是一股不可避免的潮流。参考文献[1]刘军, 王滕宁. 复合材料在汽车中的应用[J]. 工程塑料应用, 1996, (3):31-33.[2]王宏雁, 周升波. 复合材料在汽车轻量化中的应用[J]. 汽车研究与开发, 2005:20-23.[3]刘莉. 复合材料在汽车制造中的应用[J]. 科技创新与应用, 2012, (20):110-110.[4]贺光玉, 向宇. 先进复合材料在汽车工业中的应用[J]. 汽车零部件, 2013, (5).
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