碳纤维复合材料板热冲压成形试验研究

       材质轻量化和结构轻量化是降低汽车整质重量的有效途径。其中，质轻且比强度高的纤维增强树脂复合材料已经越来越多的应用于汽车设计和制造中。为解决传统复合材料件成形效率低、制造成本高等问题，进一步扩展复合材料在汽车制造业中的应用，提出一种采用非等温模具对复合材料板直接进行热冲压的复合材料成形新方法。该方法对模具进行非等温加热，使用非等温模具通过接触传热将复合材料中需要发生变形的区域进行局部加热，借助复合材料加热到一定温度下软化的特点，随着模具的运动逐步成形工件，工件在模具作用下固化。进行复合材料板球面形件的热拉深成形试验研究，分析成形温度对试件拉深过程的影响。试验结果表明，碳纤维增强树脂基复合材料具有良好的热冲压性能，成形效率高，成形的球面件质量好，表面光洁。由于树脂软化，拉深过程载荷随着成形温度升高而降低。

       轻量和节能是当今世界汽车工业发展的主题，面对资源和环境问题日益严重的挑战，加快推进汽车轻量化以提高燃油效率已成为汽车工业的重要研究课题。试验证明，汽车上40%的燃料消耗源于汽车在行驶过程中自身的惯性，若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；汽车整体质量每减少100 kg，百公里油耗可降低0.3～0.6 L。当前，汽车轻量化的途径主要有材质轻量化和结构轻量化设计，采用纤维增强复合材料制成的零部件由于质轻、比强度高、模量大，因此倍受汽车工业发展的青睐。

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