با توسعه سریع صنعت خودرو، تولید سالانه و مالکیت خودرو همچنان در حال افزایش است و در نتیجه بحران جهانی انرژی و مشکلات آلودگی زیست محیطی تشدید می شود. کاهش انتشار کربن در کل چرخه عمر خودروها به موضوعی کلیدی تبدیل شده است که صنعت خودروسازی جهانی باید آن را حل کند.
انجمن جهانی آلومینیوم اشاره می کند که هر 10 درصد کاهش جرم خودرو می تواند مصرف سوخت را بین 6 تا 8 درصد کاهش دهد. در عین حال، در صنعت خودروسازی، سبکوزن خودرو میتواند به خودروهای موتور سنتی کمک کند مصرف سوخت را کاهش دهند یا خودروهای الکتریکی مسافت پیموده شده را افزایش دهند. این نیز یکی از ابزارهای مهم برای ترویج حفظ انرژی خودرو و کاهش انتشار است. در میان انواع مختلف مواد سبک وزن و با استحکام بالا که در طراحی ساختاری سبک وزن استفاده می شوند، مواد کامپوزیت فیبر کربن دارای مزایای آشکاری از جمله استحکام ویژه بالا و سختی خاص هستند. در عین حال دارای مقاومت حرارتی خوب، مقاومت در برابر خوردگی اسیدی و قلیایی و مقاومت در برابر خوردگی کم هستند. ضریب انبساط حرارتی، جذب انرژی ویژه خوب و مزایای دیگر، آن را به اولین انتخاب برای طراحی سبک وزن قطعات بیرونی و داخلی خودرو تبدیل کرده است.
کاپوت خودرو بخش مهمی از بدنه خودرو است و عملکردهایی مانند محافظت از موتور و جداسازی صدا دارد. در طراحی کاپوت خودرو از مواد کامپوزیت فیبر کربنی استفاده می شود که می تواند وزن کاپوت خودرو را کاهش دهد و به طور موثر جرم بدنه خودرو را کاهش دهد. با توسعه سریع فناوری تولید کامپوزیت فیبر کربن، فناوری فرآیند و فناوری شبیهسازی عددی در داخل و خارج از کشور، بهینهسازی طراحی ساختاری و فرآیندی هودهای کامپوزیت فیبر کربنی خودرو، تعداد زیادی از محققان را به خود جذب کرده است.
The laminate structure design of the automotive carbon fiber composite hood and the single-layer engineering constants have a significant impact on the overall stiffness of the hood. Duan Chengjin et al. designed a hybrid sandwich structure of carbon fiber and glass fiber laminates (3K carbon fiber plain woven cloth as the surface layer, glass fiber cloth as the internal laminate) for automobile hood components. The quality of the automobile hood components is only It is 2.75kg, which is 4kg lighter than the original metal car hood. The research results show that the interlayer hybrid sandwich structure laminate design achieves controllable cost and the structural strength meets the needs of carbon fiber composite hood laminate structure design. Li Hao used ABAQUS software to conduct computer-aided engineering (CAE) design of the carbon fiber composite hood. Through static model analysis, he found that the four engineering constants (E1, E2, v12, G12) of the carbon fiber composite material single level are closely related to the carbon fiber composite engine. There is a certain correlation between cover stiffness, and the order of its influence is: G12>E2>E1>v12.
آخرین هدف تحقیق استفاده از یک روش طراحی بهینه سازی مشترک چند مرحله ای طراحی مفهومی، آزمایش عملکرد مواد و طراحی فرآیند برای دستیابی به طراحی سبک وزن هودهای کامپوزیت فیبر کربن در حالی که خواص مکانیکی مختلف و الزامات فرآیند تولید را برآورده می کند.
