工艺材料
基于层合板理论的碳纤维结构刚度分析
王晓娜侯进森姚力郑欲锋（上海汽车集团股份有限公司前瞻技术研究部，上海201804）
【摘要】基于碳纤维复合材料层合板设计理论对后行李箱盖总成进行设计，并采用有限元方法对碳纤维行李箱盖总成进行刚度工况CAE分析。通过修正碳纤维复合材料弹性常数，得到合理的计算模型，并基于该模型优化结构，最终满足设计要求。
[Abstract】CFRP tailgate is designed in the paper according to the structure of steel parts. At the same time, the FEM model is built that including CFRP material parameters, working conditions. Through adjusting the elastic parameters of CFRP, the reasonable model is built. On the basis of the model, the structure is optimized and the design requirement is met.
【关键词】碳纤维复合材料层合板设计刚度分析 doi:10.3969/j. issn.1007-4554.2017.02.07
温和耐化学侵蚀的性能，被认为是综合性能最好的
0引言
能源和环境已经成为世界汽车产业发展的两大重要影响因素，汽车保有量不断增长，汽车燃油消耗量也不断上升，能源安全已经成为行业发展的制约，节能减排已经成为中国汽车工业驱须解决的重大课题。轻量化对节能减排、降低油耗效果明显，已成为整车开发过程中的主要研究方向之一。而碳纤维复合材料以其优异的性能及轻量化效果得到汽车行业的广泛关注，随着宝马3碳纤维车的量产，碳纤维复合材料的应用必定会越来越广泛。
碳纤维复合材料是一类新型材料，其强度高、刚度大、质量轻，具有抗疲劳、减振、耐高温、可设计等一系列优点，并在力学、电学、热学等方面有许多特殊性能：同时它还具有优异的导电、抗磁化、耐高
收稿日期：2016-10-14· 26·
先进材料，在各个领域中的推广非常迅速。 1有限元建模
应用碳纤维复合材料层合板设计理论，将原钢制后行李箱盖总成开发设计为碳纤维复合材料总成件，原钢制后行李箱盖总成模型如图1所示考虑各个零部件的功能要求，根据碳纤维复合材料的工艺可成形性，通过拓扑优化、尺寸优化，将后行李箱盖外板、内板以及尾灯托架设计为碳纤维复合材料零部件，锁扣衬板及铰链衬板仍采用
钢制结构，碳纤维后行李箱盖总成如图2所示。 1.1材料参数
与传统金属零部件不同，新材料零部件在设计与分析评价过程中不仅要对其结构进行设计同时也要对材料本身进行设计。由于材料本身结
上海汽车2017.02