纤维复合材料具有超高的比强度和比刚度,良好的抗疲劳、抗磨损以及耐腐蚀等性能,是*、汽车等行业替代金属结构件,实现轻量化的理想材料。汽车轻量化技术是节能减排、提高行驶性能的有效方法之一,也是国内外汽车制造商追求的关键技术目标之一。在等效力学性能前提下比钢材制件减重达50%以上,同时还可以有效减少零配件数量和装配成本,是汽车工业领域的主流技术趋势。
本项目确定了高性能碳纤维热塑性复合材料的成型工艺,及复合材料构件工艺迭代优化和结构设计迭代优化技术路线。该技术路线适用于复合材料构件的前期设计阶段:首先进行工艺仿真、验证和迭代优化,当工艺设计达到制造标准要求以后(关键部位无褶皱等缺陷),将成型后的构件外形尺寸、纤维铺层和纤维方向信息映射到结构仿真模型,结合构件应用标准进行结构优化设计、验证和迭代优化。经过多轮迭代,通过不断调整初始构件的初始外形和结构及制造工艺参数,完成复合材料构件设计,进而考虑进行实际制造和规模化生产。