复合材料在专用汽车制造中的应用探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 04 日 作者简介：刘成伟（1987），男，汉族，山东威海人，本科，中级工程师，研究方向为专用汽车制造。-155-复合材料在专用汽车制造中的应用探讨 刘成伟1 张刘亮2 1.威海庚鑫特种车辆有限公司，山东 威海 264200 2.威海广泰特种车辆有限公司，山东 威海 264200 摘要：摘要：复合材料由多种材料组合而成，其中融合了各种材料的优点。在市面上常见的复合材料包含了纤维增强复合材料、层合复合材料以及颗粒增强复合材料。其中纤维增强复合材料由纤维和基体组成，不仅强度比较凸出，刚度也比较好，可以在制造轻质结构和高强度零部件当中使用。层合复合材料由多层薄片材料按一定规范要求叠压而成，可以在制造繁琐形状的零部件中使用。颗粒增强复合材料由颗粒填充物和基体组成，性能比较高，可以和实际情况相结合对其进行有效调整。复合材料属于一种由不同材料组合而成的新型材料，不仅可以推动其发展，效果也比较好。在对汽车机械进行制造的过程中，复合材料可以发挥重要的作用，可以推动其行业的发展。关键词：关键词：复合材料；专用汽车制造；应用 中图分类号：中图分类号：F426 1 复合材料概述 第一，在对汽车机械进行制造的过程中，可以使用复合材料的轻质特性，以此在一定程度上提升机械设备的运行效率。因为复合材料和传统材料相比，复合材料比较轻，不仅可以在一定程度上减轻整个汽车系统的重量，还可以减少不必要的消耗，以此为企业的经济效益带来提升。另外，合理使用复合材料制造的零部件，可以在减轻汽车的整体重量的基础上，为操控性带来一定的提升。所以，在对汽车机械进行制造的过程中，要广泛应用复合材料，以此在一定程度上提升机械设备的性能。第二，合理应用复合材料的高强度特性，不仅可以提升复合材料制造零部件的坚固性，还可以承受一定的负荷，所以可以被广泛应用。和传统金属材料相比较，在这个过程中合理使用复合材料，可以提升其抗拉伸和抗弯曲强度，以此为应用的效果带来保障。比如，在汽车发动机内部使用复合材料构建的叶片可以在高温的环境下使用，以此为发动机的正常运行带来保障。另外，根据实际情况合理使用复合材料制造的刹车盘，可以确保其刹车的性能，为行车的安全性带来保障，避免对人们的生命安全构成威胁。另外，复合材料具有一定的优势，比如抗腐蚀特点等等，在一系列特殊环境当中，可以为机械设备的稳固性带来保障。由于因为在使用汽车的过程中会接触到一系列恶劣的环境，如果在这个过程中使用传统金属材料，很有可能会遭到腐蚀，最后对设备的使用年限造成影响。复合材料具有很好的抗腐蚀性能，不仅可以抵御腐蚀和氧化，还可以延长设备的使用年限，以此提升企业的经济效益，推动该行业落实可持续发展的目标 1。第三，复合材料具有良好的绝缘性能，不仅可以对电流进行有效隔离，还可以减小故障发生的几率，以此为设备使用的安全性带来保障。随着时代发展的脚步，在现代汽车当中，电子设备的使用范围越来越广，这个时候如果使用复合材料，那么可以对电流进行有效隔离，避免受到影响，为电器设备的正常运行带来保障。除此之外，复合材料还可以提供更好的阻燃性能，以此在一定程度上减小安全事故发生的几率。2 汽车制造业发展 汽车轻量化可以在一定程度上减轻整车的重量，以此降低滚动阻力以及油耗，减少不必要的消耗，以此为企业的经济效益带来提升。所以，把汽车轻量化落实到位，可以进一步落实能源可持续利用，同时还可以对环境带来一定的保护作用。另外，在机械制造方面，因为复合材料具备一定的优势，所以现阶段被广泛应用。该材料和传统材料相比，复合材料不仅成本低，加工起来也比较便捷，所以被广泛应用。这些优点使得复合材料成为轻量化的理想选择。虽然复合材料在多个方面有了一定的进步，但是在汽车行业却发展比较慢。在使用复合材料的过程中，很有可能会中国科技期刊数据库 工业 A 受一系列因素的影响，最后影响其使用效果。因为高性能复合材料的生产成本比较高，所以很有可能会造成在汽车制造的过程中，受到一定的局限性。随着我国社会经济的迅速发展，高性能复合材料也在不断研究，大部分的行业都开始对该材料进行重视，通过减轻材料的重量，以此为企业的经济效益带来提升。所以，在一些汽车零部件和内部装饰等方面，要合理使用复合材料，以此淘汰传统材料。在这样的情况下，不仅可以为最后的效果带来一定的提升，还可以确保汽车的舒适性。3 复合材料在专用汽车制造中的应用 3.1 医疗车复合材料的应用 现阶段，在对现代专用汽车进行制造的过程中，因为复合材料具有一定的优势，所以被广泛应用。不仅可以在医疗车辆当中使用，还可以在其他专用汽车方面使用，以此为其效果带来一定的提升。在对专用汽车进行制造以及设计的过程中，根据实际情况合理使用复合材料，不仅可以确保汽车的安全性，还可以减轻整车的重量，减少不必要的消耗。第一，在对专用汽车的车身结构进行制造的过程中，合理使用复合材料可以发挥重要的作用。一些专用汽车在对其制造的过程中使用了传统的钢铁材料，虽然强度以及刚度符合规范，但是自重比较大，会对车辆的载货能力带来一定的局限性。另外，如果在制造的过程中使用复合材料，那么不仅可以确保车辆的强度，还可以减轻车身的重量，所以该材料被广泛应用。比如，使用碳纤维增强复合材料制造的专用卡车车身，比传统的钢铁车身轻一点，以此为运载能力和燃油经济性带来一定的提升2。第二，在对专用汽车的内饰进行设计的过程中，复合材料被广泛应用。在前几年，对汽车内饰进行设计的过程中会使用塑料以及木材等材料，该材料虽然制造起来比较便捷，但是重量却比较大，不仅如此，使用年限也比较短。另外，复合材料可以通过使用适当的纤维和树脂，制造出各方面都比较合适的内饰件。比如，根据实际情况合理使用玻璃纤维，以此增强复合材料制造的专用车辆座椅，在这样的情况下，不仅可以确保其坚固性，还可以为设计的合理性带来保障。3.2 房车复合材料的应用 合理应用房车复合材料越来越受专用汽车制造业的重视。因为复合材料具有一定的优势，所以可以被广泛应用，房车制造行业也不例外。第一，在进行房车制造的过程中会使用复合材料，这样不仅可以增加车辆的整体强度，还可以为承载性能带来一定的提升。该材料和传统的金属材料相比较，复合材料的强度以及刚度比较高，不仅可以有效消化外部冲击力，还可以进一步确保车身结构的稳固性。设计的合理性，可以确保房车在行驶过程中的稳固性，同时在一定程度上确保行车的安全性。第二，因为复合材料具有一定的特殊性，在对房车制造的过程中使用该材料，可以有效减轻车辆的自重。房车属于专用汽车，要满足各方面的需求。而较轻的整体重量表明更低的油耗和更高的运行效率。在这个过程中合理使用复合材料，不仅可以在一定程度上提升车辆整体重量，还可以确保整体的经济效益。针对长途旅行的房车来说特别重要，不仅可以减少不必要的消耗，还可以延长行车的路程。第三，在对房车进行制造的过程中，因为复合材料具有一定的耐腐蚀性，所以该材料在其中发挥着重要的作用。车身很有可能会受一系列外界因素的影响，金属材料很有可能受到腐蚀，不仅会影响车身的性能，还会缩短车身的使用年限。另外，如果在制造车身的过程中使用复合材料，不仅可以进一步避免因腐蚀而引起的损坏，还可以延长车辆的使用年限。除此之外，因为复合材料具备良好的绝缘性能，虽然在潮湿环境下也能保持良好的绝缘性能，以此为车辆行驶的安全性带来保障。3.3 氧舱车复合材料制造中的应用 氧舱车属于一种用于紧急救援以及医疗运输的专用汽车，它主要用于运送氧气以及紧急救援设备。因为该汽车具有特殊的性能，所以对各方面的要求都比较高。在这个过程中合理使用复合材料，可以满足各方面的需求 3。在制造氧舱车的过程中，可以在车身、底盘和内部隔板等部件的制造过程中使用复合材料。第一，复合材料具有良好的强度和刚性，所以可以提升车身结构的抗冲击能力。和传统金属材料相比较，复合材料的重量相对较轻，这样不仅可以确保运输的稳固性，还可以为燃油的效率带来一定的提升。除此之外，复合材料还具有一定的抗腐蚀性能，可以在一定程度上156中国科技期刊数据库 工业 A 延长氧舱车的使用年限。第二，在制造底盘的过程中，根据实际情况合理应用复合材料，不仅可以进一步减轻整车重量，还可以为悬挂系统带来提高。这为氧舱车的行驶稳定性以及安全性带来保障。第三，在制造内部隔板的过程中也可以使用复合材料，以此确保其密封性以及隔音性。因为氧舱车在运输过程中要进一步确保内部环境的稳定和安全，根据实际情况合理使用复合材料，不仅可以避免氧气泄漏，还可以进一步确保医疗救治的效果。4 复合材料在汽车零部件开发应用 4.1 在汽车发动机上的应用 在汽车等机械设备当中，发动机属于关键的组件，其工作原理是通过燃烧来产生动力，以此推动车辆的运行。在发动机当中，活塞被认为是最关键的部件之一，因为它承受着高温高压的工作环境，所以很有可能会被损坏。想要在一定程度上确保发动机可以正常运行，那么就要根据实际情况选择耐磨的复合材料，以此为该工作的顺利进行带来保障。现阶段，在选择活塞材料的过程中，要使用都是由低密度金属和增强陶瓷纤维组成的复合材料。除此之外，一些国外的厂商还推出了一些新型的活塞材料，比如氧化铝纤维增强活塞顶的铝活塞和氧化铝增强的镁合金活塞等。这些新材料具有一定的优势，可以满足各方面的需求。不仅如此，要根据实际情况使用轻质的陶瓷材料，对发动机配气机构中的附件进行替换，以此为发动机的性能带来一定的提升。合理使用陶瓷材料的气门座以及摇臂头等易磨损部件，既能够在一定程度上减少磨损，还能有效延长使用年限，不仅如此，还能减少不必要的消耗。另外，在柴油机当中，可以通过安装陶瓷镶块来改善涡流室的性能。合理使用陶瓷镶块，不仅可以对发动机低负荷时的燃烧和低温启动性能带来提升，还可以进一步降低燃烧的噪声。在大部分情况下，在增压器中会使用陶瓷涡轮，以此对涡轮滞后现象进行改善，最后为整体的效果带来保障。陶瓷涡轮可以在高温下工作，所以应用范围比较广。在对发动机罩进行设计的过程中，可以使用碳纤维复合材料。碳纤维复合材料具有一定的优势，所以可以减轻罩体的重量，和传统金属罩体相比较，该材料优势比较大。在这样的情况下，不仅可以为车辆的燃油经济性带来提升，还可以避免对环境造成影响 4。4.2 车轮 想要在一定程度上降低车轮的重量，要对一系列的参数进行明确。通过有限元分析和仿真，确定了最佳参数组合，以此满足各方面的需求。通过研究表明，通过优化设计，能够在一定程度上降低车轮的重量。降低车轮重量能够带来一定的优势。第一，适当的减轻车轮重量，不仅可以在一定程度上减少汽车整体重量，还可以减少不必要的消耗，为整体的经济效益带来提升。第二，轻量化的车轮不仅减少了悬挂系统的负荷，还有效降低了悬挂系统的磨损，为挂件的使用年限带来了一定的延长。除此之外，轻量化的车轮能够在一定程度上提升汽车的操控性能和行驶稳定性。比如，因为复合材料的制造成本比较高，所以需要较高的技术。除此之外，复合材料车轮还面临着可能影响其耐久性和抗冲击性能的问题。所以，在使用的过程中，要对生产工艺和材料性能进行深入的分析5。5 结论 综上所述，随着我国社会经济的迅速发展，汽车制造业也在随之发展，在该行业当中，高性能复合材料会被得到广泛应用。根据实际情况合理使用高性能复合材料，不仅可以在一定程度上减小汽车材料对金属的依赖，还可以落实汽车轻量化。所以，相应的研发人员要进一步减轻复合材料的重量，同时降低了制造的成本。根据实际情况合理使用高性能复合材料，会给汽车制造业带来一定的优势。具备较高的强度和刚度，使得汽车具备更好的抗拉和抗压能力。另外，这些材料还具有较低的密度，可以为燃油效率带来一定的提升。参考文献 1益小苏,杜善义,张立同.复合材料手册M.北京:化学工业出版社,2009(2):26.2傅建红.金属复合材料在机械加工中的应用研究J.中国金属通报,2021(7):57-58.157