CFRP a úsáidtear le haghaidh Anailís Éadrom agus Eacnamaíoch ar Fheithiclí Nua Paisinéirí Fuinnimh

De ghnáth cuirtear snáithín carbóin le roisín eapocsa chun ábhar cumaisc a dhéanamh. Faigheann an t-ábhar ilchodach seo sraith buntáistí mar láidreacht shonrach níos airde, modal sainiúil, neart tuirse, agus friotaíocht turraing snáithín carbóin féin. Ag an am céanna, faigheann sé eapocsa. Tá an foirmiú roisín solúbtha agus solúbtha, agus dírítear go mór ar a chur i bhfeidhm. I gcomparáid le baill struchtúracha cóimhiotal alúmanaim, is féidir leis an éifeacht laghdaithe meáchain d'ábhair ilchodacha snáithín carbóin 20% go 40% a bhaint amach. I gcomparáid le comhpháirteanna miotail cruach, is féidir leis an éifeacht laghdaithe meáchain d'ábhair ilchodacha snáithín carbóin teacht ar 60% go 80% fiú. Úsáid ábhar ilchodach snáithín carbóin Ní hamháin go laghdaíonn sé seo caighdeán iomlán na feithicle, ach cuireann sé isteach agus athraíonn sé an próiseas monaraithe gluaisteán go pointe áirithe.

1 Cineál Próisis

Tagraíonn polaiméirí athneartaithe carbóin snáithín (CFRP) do ilchodach de shnáithíní carbóin mar chéim athneartaithe agus mar ábhar roisín teirmeaplaisteach nó teirmosaithe. Cuimsíonn teicneolaíocht déantúsaíochta ábhar cumaisc CFRP próisis fhoirmithe prepreg agus foirmiú leachtach den chuid is mó. Léirítear comparáid agus anailís na gcineálacha próisis a bhaineann le comhdhúile maitrís polaiméirí atá treisithe ag snáithín carbóin i dTábla 1.

2 Tionól Feithicleach agus Teicneolaíocht Tionóil

Is fadhb dhosheachanta é cóimeáil chomhpháirteach na ngluaisteán ilchodach agus an ceangal idir codanna ilchodacha agus páirteanna miotail. Is é an t-ábhar cumaisc anisotropic, le neart interlaminar íseal agus insínteacht íseal, rud a fhágann go bhfuil dearadh agus anailís na n-alt cumaisc níos casta ná miotail. Níl an ceangal idir páirteanna miotail traidisiúnta sa tionscal feithicleach oiriúnach le haghaidh ábhar cumaisc. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach go dtuigfí agus go bhfeabhsófaí an bealach ina bhfuil ábhair ilchodacha na ngluaisteán nasctha agus socraithe, agus le roghanna réasúnta a dhéanamh.

Mar gheall ar leanúnachas na snáithíní atá briste ag na hoscailtí, déantar comhchruinnithe struis áitiúla. De ghnáth is iad na hailt atá in ábhair chomhchodacha an nasc is laige sa struchtúr iomlán. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach neart na n-alt a chinntiú i ndearadh struchtúrach ábhar cumaisc. Roinntear ábhair chomhchodacha i dtrí phríomhchatagóir, eadhon, naisc ghreamaithe, naisc mheicniúla, agus naisc hibrideacha idir an dá cheann. Maidir le comhábhair theirmeaplaisteacha, tá teicnící táthúcháin ann. Caithfear dearadh teicneolaíochta cumaisc ábhar a chinneadh de réir choinníollacha sonracha úsáide agus riachtanais deartha na gcomhpháirteanna.

2.1 nasc greamaithe

I gcomparáid leis an nasc meicniúil, is iad na príomhbhuntáistí a bhaineann leis an teicneolaíocht nasctha ná comhchruinniú struis de bharr gan oscailtí, cáilíocht struchtúrach laghdaithe, friotaíocht tuirse, dea-chreathadh agus airíonna inslithe, cuma réidh, próiseas nasctha simplí, agus gan aon fhadhbanna creimthe leictriceimiceacha. Mar sin féin, tá roinnt easnamh sa teicneolaíocht nasctha, cosúil le rialú deacair ar chaighdeán nascáil, inbhainteacht sách mór de neart nasctha, easpa modhanna iniúchta iontaofa, agus riachtanais dhiana maidir le cóireáil dromchla agus nascadh dromchlaí nasctha. Maidir le comhlacht ilchodach snáithín carbóin, is é an nascáil an príomhnasc.

2.2 Nasc meicniúil

Úsáidtear nasc meicniúil de ghnáth seamanna agus boltaí, is é an nasc is coitianta a úsáidtear. Is é an buntáiste is mó a bhaineann leis an nasc meicniúil ná ard-iontaofacht an naisc, ar féidir a dhíchóimeáil agus a chóimeáil arís agus arís eile le linn cothabhála nó athsholáthair, nach dteastaíonn cóireáil dromchla uaidh, agus go mbíonn tionchar réasúnta beag aige ar an gcomhshaol. Is é an míbhuntáiste is mó a bhaineann le naisc mheicniúla ná an méadú ar mhais, an tiúchan struis, agus an creimeadh leictriceimiceach ar mhiotail agus ar chomhábhair. Léirítear comparáid na nasc rivet agus na nasc bolt i bhFíor 1.

2.3 Ceangal Hibrid

D'fhonn sábháilteacht agus sláine an naisc a fheabhsú, i roinnt suíomhanna nasctha tábhachtacha, is gnách go nglactar modh nasctha hibrideach agus nasc meicniúil ag an am céanna, agus baintear úsáid iomlán as na buntáistí a bhaineann leis an dá mhodh nasctha chun a chinntiú go bhfuil Tá neart agus iontaofacht ard ag baint leis an láithreán nasctha.

2.4 Táthú

Cuirtear teicneolaíocht táthúcháin i bhfeidhm go príomha ar chodanna cumaisc teirmeaplaisteacha. Is é an bunphrionsabal ná an roisín a théamh ar dhromchla na comhchodanna teirmeaplaisteacha leáite, agus ansin an preas a lapáil chun é a chomhtháthú. Áirítear táthú den chuid is mó táthú ultrasonaic, táthú ionduchtaithe leictreach agus táthú friotaíochta. Is iad na buntáistí a bhaineann le táthú ná nasc maith agus timthriall gearr, gan aon chóireáil dromchla, neart nasctha ard, strus íseal, etc .; tá sé deacair na heasnaimh a dhíscaoileadh agus ní mór ábhair seoltaí nó sreanga miotail a chur leo. Ina theannta sin, le linn mhúnlú an chomhalta struchtúraigh ilchodaigh, is féidir an cónascaire miotail a neadú sa réamhfhoirm snáithín, agus déantar an t-ábhar cumaisc agus an ball leabaithe miotail a chomhtháthú tar éis an mhúnlaithe, agus is féidir na codanna cumaisc a nascadh tríd an mball leabaithe miotail chun composites damáiste meaisínithe a sheachaint.

3 Buntáistí an iarratais d'fheithicle

Tá roinnt fachtóirí le cur san áireamh agus ábhair ngluaisteán á roghnú, ar nós airíonna meicniúla, meáchan éadrom, cobhsaíocht ábhair, ainmníocht ábhair, agus soláimhsitheacht. Beidh tionchar neamhbhríoch ag gach ceann de na fachtóirí seo ar dhearadh, táirgeadh, díolachán agus úsáid gluaisteán. Le blianta beaga anuas, is ábhar nua feithicleach é Polaiméirí Treisithe Fiber Carbóin (CFRP) a tharraingíonn aird mar gheall ar a shaintréithe feidhmíochta uathúla. I gcomparáid le hábhair eile na ngluaisteán, tá na buntáistí seo a leanas ag composites maitrís polaiméirí carbóin athneartaithe.

3.1 Airíonna meicniúla den scoth

Is é dlús na gcomhchodanna maitrís maitrís roisín snáithín carbóin (CFRP) d'fheithiclí 1.5 go 2g / cm3, nach bhfuil ach 1/4 go 1/5 as cruach charbóin choiteann, agus tá sé thart ar 1/3 níos éadroime ná cóimhiotal alúmanaim, ach an charbón ábhar ilchodach snáithíneach Is léir go bhfuil na hairíonna meicniúla cuimsitheacha níos fearr ná ábhair mhiotail, agus is é a neart teanntachta ná 3 go 4 oiread cruach. Is é an neart tuirse cruach agus alúmanaim ná 30% go 50% de neart teanntachta, agus is féidir le CFRP 70% go 80% a bhaint amach. Ag an am céanna, tá tréithe dathaithe creathaidh níos fearr ag CFRP ná miotail éadroma, mar shampla éilíonn cóimhiotal éadrom 9s chun creathadh a stopadh, is féidir stop a chur le hábhar ilchodach snáithín carbóin agus tá neart sainiúil níos mó agus modal sonrach ann.

3.2 In Ainmnithe

Tá dearadh ábhar ilchodach snáithín carbóin láidir, agus is féidir an t-ábhar maitríse a roghnú go réasúnach de réir na gceanglas feidhmíochta, is féidir leagan amach na snáithíní a dhearadh agus struchtúr an ábhair ilchodaigh, agus dearadh an táirge a dhéanamh go solúbtha. Mar shampla, trí na snáithíní carbóin a shocrú i dtreo an fhórsa, is féidir anisotrópacht neart an ábhair ilchodaigh a chur i bhfeidhm go hiomlán, agus mar sin an cuspóir a bhaineann le coigilt ábhair agus laghdú cáilíochta a bhaint amach. I gcás táirgí a dteastaíonn friotaíocht creimthe uathu, is féidir bunábhar a bhfuil friotaíocht mhaith creimthe aige a úsáid le linn an deartha.

Is féidir le 3.3 déantúsaíocht chomhtháite a bhaint amach

Is treochtaí i struchtúr na ngluaisteán iad na modúlaíocht agus an comhtháthú freisin. Nuair a dhéantar an t-ábhar ilchodach, is furasta dromchla cuartha de chruthanna éagsúla a chruthú chun táirgeadh comhtháite páirteanna agus comhpháirteanna gluaisteán a bhaint amach. Ní hamháin gur féidir le múnlú comhtháite laghdú a dhéanamh ar líon na bpáirteanna agus na múnlaí, líon na gcomhpháirteanna agus na bpróiseas eile a laghdú, ach an timthriall táirgthe a ghiorrú go mór freisin. Mar shampla, má dhéantar modúl tosaigh tosaigh carranna as ábhar ilchodach snáithín carbóin, is féidir é a fhoirmiú agus a chomhtháthú go bunúsach chun tiúchan struis logánta a sheachaint de bharr táthú agus próiseáil ina dhiaidh sin páirteanna miotail, agus cruinneas an táirge agus feidhmíocht a fheabhsú ag an am céanna. agus páirteanna uathoibríoch á laghdú. Cáilíocht, laghdaigh costais déantúsaíochta.

3.4 Asú Fuinnimh agus Friotaíocht Tionchair

Tá méid áirithe viscoelasticity ag composites maitríse athneartaithe snáithín carbóin (CFRP), agus tá gluaiseacht beag áitiúil choibhneasta idir an snáithín carbóin agus an mhaitrís, ar féidir léi cuimilte idirphearsanta a ghiniúint. Faoi thionchar sineirgíoch viscoelasticity agus frithchuimilte idirphearsaí, tá ionsú fuinnimh níos fearr agus frithsheasmhacht tionchair ag codanna CFRP. Ar an taobh eile den scéal, tagann na cumaisc ilchodacha snáithín carbóin a ionsúitear go speisialta i mbloic bheaga in imbhuailtí ardluais, ionsúnn siad cuid mhór fuinnimh tionchair, agus tá a chumas ionsú fuinnimh 4 go 5 huaire níos airde ná toilleadh ábhar miotail, ar féidir leis feithiclí a fheabhsú. Slándáil, sábháilteacht na mball a chosaint.

3.5 Friotaíocht mhaith creimthe

Is éard atá i gcomhchodanna maitrís polaitéire atá treisithe ag snáithín carbóin ná ábhair bharrach agus roisín snáithín carbóin den chuid is mó, agus tá airíonna aigéadacha agus frithsheasmhachta alcaile den scoth acu. Ní gá cóireáil antiseptic dhromchla a dhéanamh ar chodanna uathoibríocha a dhéantar astu, agus tá a bhfriotaíocht aimsire agus a bhfriotaíocht ag dul in aois go maith. Tá a saol seirbhíse go maith. 2 go 3 huaire níos mó ná cruach.

3.6 feidhmíocht ardteochta

Tá feidhmíocht snáithín carbóin ag teochtaí faoi bhun 400 ° C fós an-chobhsaí, agus níl aon athrú suntasach ag 1 000 ° C.

3.7 Friotaíocht mhaith tuirse

Bíonn éifeacht coisctheach ag ábhair athneartaithe snáithín carbóin ar iomadú crack tuirse mar gheall ar an snáithín, agus is féidir lena fhriotaíocht tuirse 70% go 80% a bhaint amach. Tá struchtúr snáithín carbóin cobhsaí. Tar éis saol tuirse an ábhair ilchodaigh na milliúin timthriallta, is é 60% an ráta coinneála láidreachta fós, agus tá cruach agus alúmanam 40% agus 30% faoi seach, agus níl ach fiberglass 20% go 25%. Dá bhrí sin, tá friotaíocht tuirse comhdhúile snáithín carbóin oiriúnach do raon leathan feidhmeanna sa tionscal feithicleach.

4 Anailís Eacnamaíoch d'fheithiclí nua paisinéirí fuinnimh

Mar gheall ar úsáid snáithín carbóin, is féidir an comhlacht a laghdú níos mó ná 50%. Ag glacadh leis an meáchain caillteanas de 100kg ar fheithicil tipiciúil A-aicme mar shampla, tá an tábhacht a bhaineann le lightweighting na feithicle an-soiléir. Is féidir é a mhíniú ó na gnéithe seo a leanas: 1 Do stáisiún amháin Le haghaidh gluaisteán paisinéirí a bhfuil 300 km agus toilleadh muirir aige de 45 kW · h, is féidir an raon tiomána céanna a laghdú 3.6 kW · h, arna ríomh ag saineolaí an tionscail, “100 kg in aghaidh an 100 kg, móide méadú 8% ar an raon tiomána.” Is é an costas sábhála ceallraí ná 0.6 milliún Yuan; 2 Ríomhtar meántréimhse saoil tiomána 400,000 ciliméadar agus an costas leictreachais de réir 0.9 yuan / kW · h. Is féidir le costas leictreachais na feithicle iomláine 400000/100 × 1.2 × 0.9 = 0.43 milliún a shábháil. Sábhálann 100km leictreachas 1.2kW · h.) 3 Mar gheall ar ábhair snáithín carbóin a chur i bhfeidhm, ag glacadh scála táirgthe 50,000 feithicil mar shampla, déantar infheistíocht sa phróiseas sábhála agus infheistíocht trealaimh a chomhshó ina choibhéis eacnamaíoch d'fheithiclí leictreacha, agus tá gach feithicil Shábháil amúchadh thart ar 2,000 Yuan; 4 toisc go bhfuil an próiseas sruthlínithe, costais pearsanra a shábháil ar a laghad 1,000 yuan / Taiwan.

Is ionann na míreanna thuas agus coigilteas meánach de 0.6 + 0.432 + 0.2 + 0.1 = 13.3 milliún yuan in aghaidh na feithicle, ach ní leor na costais seo chun an méadú ar chostas an ábhair féin a fhritháireamh mar gheall ar snáithín carbóin a thabhairt isteach. Is féidir a fheiceáil go bhfuil fadhbanna móra fós ann maidir le comhlachtaí snáithín carbóin a chur i bhfeidhm. Más mian leat comhlacht éadrom a chur chun cinn, ní féidir leat ach tosú ar ionchur an phróisis agus an trealaimh a laghdú. Is ionann na míreanna thuas agus coigilteas meánach de 0.6 + 0.432 + 0.2 + 0.1 = 13.3 milliún yuan in aghaidh na feithicle, ach ní leor na costais seo chun an méadú ar chostas an ábhair féin a fhritháireamh mar gheall ar snáithín carbóin a thabhairt isteach. Is féidir a fheiceáil go bhfuil fadhbanna móra fós ann maidir le comhlachtaí snáithín carbóin a chur i bhfeidhm.

Más mian leat comhlacht éadrom a chur chun cinn, ní féidir leat ach tosú ar ionchur an phróisis agus an trealaimh a laghdú.

Má éiríonn leis an gcarr olltáirgeadh na gcomhlachtaí snáithín carbóin a bhaint amach, laghdófar go mór costas an ábhair snáithín charbóin féin, beidh tionchar an-mhór ag an tionscal ar fad, agus beidh na buntáistí eacnamaíocha níos soiléire freisin. Níl siad seo ach ó thaobh anailís snáithín carbóin de, má mheasann tú gur 50kg an fachtóir laghdaithe meáchain de chuid an chomhlachta cóimhiotail alúmanaim, de réir an chúis chéanna, tá an éifeacht eacnamaíoch soiléir.

5 Treochtaí Forbartha don Chomhlacht Feithicle

Mar gheall ar thréithe comhdhúile atá treisithe ag snáithín carbóin, tá monaróirí na ngluaisteán i bhfabhar an cineál seo ábhair níos mó. Meastar in earnáil na ngluaisteán go bhfuil úsáid snáithín carbóin ag fás ag meánráta bliantúil de 34% agus go sroichfidh sé 23,000 tonna faoi 2020. Taispeánann Figiúr 2 an treochlár d'fhorbairt composites snáithín carbóin athneartaithe don chabhalra.

Faoi láthair, cuirtear composites athneartaithe snáithín carbóin i bhfeidhm go príomha ar phainéil choirp, trims choirp agus comhpháirteanna struchtúracha. Mar shampla, d'úsáid BMW líon mór d'ábhair ilchodacha snáithín carbóin i bhforbairt múnlaí éagsúla chun páirteanna struchtúracha coirp a mhonarú. Is tráth thábhachtach é seo chun ábhair ilchodacha snáithín carbóin a chur i bhfeidhm i ndéantúsaíocht gluaisteán. Ag an am céanna, chomhoibrigh BMW i gcomhar le SGL sa Ghearmáin, ag infheistiú € 100 milliún i dtaighde agus i bhforbairt snáithín carbóin ar chostas íseal, agus ag méadú an táirgthe snáithín carbóin ó 3,000 tonna sa bhliain go 9000 tonna chun freastal ar an BMW atá ag fás i - a sheolann feithiclí leictreacha agus daoine eile. Éileamh ar shamhlacha.

6 Conclúid

Mar achoimre, tá treochtaí maitrís maitrís athneartaithe snáithín carbóin (CFRP) ina dtreoir forbartha thábhachtach d’ábhair nua feithicleacha sa todhchaí lena buntáistí uathúla feidhmíochta. Mar sin féin, chun úsáid an ábhair seo a chur chun cinn i réimse na ngluaisteán, is gá tús a chur le taighde agus forbairt chomhoibritheach ar tháirgeadh, ar fhoghlaim, agus ar thaighde ó na gnéithe seo a leanas: (1) Tuilleadh cuardach a dhéanamh ar réamhtheachtaithe snáithín carbóin ar chostas níos ísle; (2) Próisis nua déantúsaíochta snáithíní carbóin a fhorbairt, amhail ábhair réamhtheachtacha a chobhsú. Teicneolaíocht; 3 Paraiméadair phróiseas monaraithe snáithín carbóin a bharrfheabhsú nó snáithín nana-charbóin a úsáid chun feidhmíocht ábhair cumaisc CFRP a fheabhsú tuilleadh; 4 Forbairt a dhéanamh ar theicneolaíochtaí páirteanna agus monaraithe CFRP tapa agus éifeachtach, amhail teicneolaíocht mhúnlaithe tapaidh agus teicneolaíocht rialaithe ábhair ilchodach; 5 Bain úsáid as teicneolaíocht anailíse insamhalta ríomhaire (CAE) chun ábhair ilchodacha éagsúla snáithín carbóin a roghnú agus paraiméadair phróiseas múnlaithe a bharrfheabhsú.