Avec le développement rapide de l'industrie automobile, la production annuelle et la possession d'automobiles continuent d'augmenter, ce qui entraîne une crise énergétique mondiale et des problèmes de pollution de l'environnement qui continuent de s'intensifier. La réduction des émissions de carbone tout au long du cycle de vie des automobiles est devenue un problème clé que l’industrie automobile mondiale doit résoudre.
La World Aluminium Association souligne que chaque réduction de 10 % de la masse du véhicule peut réduire la consommation de carburant de 6 à 8 %. Dans le même temps, dans l’industrie automobile, l’allègement des véhicules peut aider les véhicules à moteur traditionnel à réduire la consommation de carburant ou les véhicules électriques à augmenter le kilométrage. C'est également l'un des moyens importants pour promouvoir les économies d'énergie des véhicules et la réduction des émissions. Parmi les divers nouveaux matériaux légers et à haute résistance utilisés dans la conception structurelle légère, les matériaux composites en fibre de carbone présentent des avantages évidents en termes de résistance spécifique et de rigidité spécifique élevées. En même temps, ils ont une bonne résistance à la chaleur, une résistance à la corrosion acide et alcaline et une faible résistance à la corrosion. Le coefficient de dilatation thermique, la bonne absorption d'énergie spécifique et d'autres avantages en font le premier choix pour la conception légère des pièces extérieures et intérieures d'automobiles.
Le capot de la voiture est une partie importante de la carrosserie de la voiture et remplit des fonctions telles que la protection du moteur et l'isolation du bruit. Des matériaux composites en fibre de carbone sont utilisés dans la conception des capots automobiles, ce qui peut réduire le poids des capots automobiles et réduire efficacement la masse de la carrosserie. Avec le développement rapide de la technologie de fabrication des composites en fibre de carbone, de la technologie des processus et de la technologie de simulation numérique au pays et à l'étranger, l'optimisation de la conception structurelle et des processus des capots composites en fibre de carbone automobile a attiré un grand nombre de chercheurs à s'y consacrer.
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.
Le dernier objet de recherche consiste à utiliser une méthode de conception d'optimisation conjointe en plusieurs étapes comprenant la conception conceptuelle, les tests de performances des matériaux et la conception des processus pour finalement parvenir à une conception légère de capots composites en fibre de carbone tout en répondant à diverses propriétés mécaniques et exigences du processus de fabrication.
