Με την ταχεία ανάπτυξη της αυτοκινητοβιομηχανίας, η ετήσια παραγωγή και ιδιοκτησία αυτοκινήτων συνεχίζει να αυξάνεται, με αποτέλεσμα η παγκόσμια ενεργειακή κρίση και τα προβλήματα περιβαλλοντικής ρύπανσης να συνεχίζουν να εντείνονται. Η μείωση των εκπομπών άνθρακα σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής των αυτοκινήτων έχει γίνει ένα βασικό ζήτημα που πρέπει να λύσει η παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία.
Η Παγκόσμια Ένωση Αλουμινίου επισημαίνει ότι κάθε μείωση της μάζας του οχήματος κατά 10% μπορεί να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου κατά 6% έως 8%. Ταυτόχρονα, στην αυτοκινητοβιομηχανία, το ελαφρύ βάρος των οχημάτων μπορεί να βοηθήσει τα παραδοσιακά οχήματα με κινητήρα να μειώσουν την κατανάλωση καυσίμου ή τα ηλεκτρικά οχήματα να αυξήσουν τα χιλιόμετρα. Αυτό είναι επίσης ένα από τα σημαντικά μέσα για την προώθηση της εξοικονόμησης ενέργειας των οχημάτων και της μείωσης των εκπομπών. Μεταξύ των διαφόρων νέων ελαφριών και υψηλής αντοχής υλικών που χρησιμοποιούνται στον ελαφρύ δομικό σχεδιασμό, τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα έχουν προφανή πλεονεκτήματα υψηλής ειδικής αντοχής και ειδικής ακαμψίας. Ταυτόχρονα, έχουν καλή αντίσταση στη θερμότητα, αντοχή στη διάβρωση σε οξέα και αλκάλια και χαμηλή αντοχή στη διάβρωση. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής, η καλή ειδική απορρόφηση ενέργειας και άλλα πλεονεκτήματα το καθιστούν την πρώτη επιλογή για ελαφρύ σχεδιασμό εξωτερικών και εσωτερικών μερών του αυτοκινήτου.
Το καπό του αυτοκινήτου είναι ένα σημαντικό μέρος του αμαξώματος του αυτοκινήτου και έχει λειτουργίες όπως η προστασία του κινητήρα και η απομόνωση του θορύβου. Τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό των καπό αυτοκινήτων, τα οποία μπορούν να μειώσουν το βάρος των καπό αυτοκινήτων και να μειώσουν αποτελεσματικά τη μάζα του αμαξώματος του αυτοκινήτου. Με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας κατασκευής σύνθετων ινών άνθρακα, της τεχνολογίας διεργασιών και της τεχνολογίας αριθμητικής προσομοίωσης στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, η βελτιστοποίηση της δομής και της διαδικασίας σχεδιασμού των σύνθετων κουκούλων από ανθρακονήματα έχει προσελκύσει μεγάλο αριθμό ερευνητών να αφοσιωθούν σε αυτήν.
The laminate structure design of the automotive carbon fiber composite hood and the single-layer engineering constants have a significant impact on the overall stiffness of the hood. Duan Chengjin et al. designed a hybrid sandwich structure of carbon fiber and glass fiber laminates (3K carbon fiber plain woven cloth as the surface layer, glass fiber cloth as the internal laminate) for automobile hood components. The quality of the automobile hood components is only It is 2.75kg, which is 4kg lighter than the original metal car hood. The research results show that the interlayer hybrid sandwich structure laminate design achieves controllable cost and the structural strength meets the needs of carbon fiber composite hood laminate structure design. Li Hao used ABAQUS software to conduct computer-aided engineering (CAE) design of the carbon fiber composite hood. Through static model analysis, he found that the four engineering constants (E1, E2, v12, G12) of the carbon fiber composite material single level are closely related to the carbon fiber composite engine. There is a certain correlation between cover stiffness, and the order of its influence is: G12>E2>E1>v12.
Το πιο πρόσφατο ερευνητικό αντικείμενο είναι η χρήση μιας μεθόδου σχεδιασμού κοινής βελτιστοποίησης πολλαπλών σταδίων εννοιολογικού σχεδιασμού, δοκιμών απόδοσης υλικού και σχεδιασμού διεργασιών για να επιτευχθεί τελικά ελαφρύς σχεδιασμός σύνθετων κουκούλων από ανθρακονήματα ενώ πληρούνται διάφορες μηχανικές ιδιότητες και απαιτήσεις διαδικασίας κατασκευής.
