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輕質(zhì)碳纖維螺旋彈簧的研究測試

碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能是由碳纖維類型、樹脂類類型、碳纖維和樹脂類之間的合成率以及生產(chǎn)方式等因素決定的。除了碳纖維的層疊方向，在所有其它條件都相同的情況下研究材料性能是十分重要的。在本文中，材料性能作為誤差在虛擬測試中進行計算和分析。通過仿真模型進行試驗，開發(fā)出碳纖維螺旋彈簧，通過與設(shè)計目標和各種試驗相符合的彈簧剛度系數(shù)驗證彈簧所表現(xiàn)出的性能。

對碳纖維和環(huán)氧樹脂構(gòu)成的復(fù)合材料的性能進行分析預(yù)測。通過設(shè)計，使碳纖維螺旋彈簧滿足特定的性能要求并采用特殊設(shè)備和工藝，可應(yīng)用于實際車輛。對這種螺旋彈簧的可靠性進行了測試。采用碳纖維螺旋彈簧可有效減輕車輛總質(zhì)量。

如何改善燃油經(jīng)濟性是未來汽車發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。采用碳纖維螺旋彈簧的汽車懸架可為實現(xiàn)汽車的輕量化做出了積極貢獻。通過對材料試樣進行屬性值的測定，可以開發(fā)出一種新的復(fù)合彈簧，并對其性能進行分析。結(jié)果顯示，設(shè)計的分析模型能夠預(yù)測碳纖維螺旋彈簧的性能，而且采用碳纖維螺旋彈簧的汽車懸架質(zhì)量比傳統(tǒng)懸架輕一半。進行了復(fù)合材料可行性測試，證明了其應(yīng)用于實際車輛的可行性。復(fù)合材料彈簧的測試結(jié)果顯示汽車零部件的質(zhì)量可減輕60%，輕型碳纖維螺旋彈簧對實際車輛的平順性、操縱穩(wěn)定性和NVH性能都沒有負面影響。因此，本研究將復(fù)合材料應(yīng)用于汽車懸架的方案是可行的。

Daewon Jang et al. SAE 2014-01-1057.

編譯：王維