毕业设计（论文）-论复合材料在现代汽车上的应用.doc

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1、西安航空职业技术学院 毕业设计论文 1 论复合材料在现代汽车上的应用论复合材料在现代汽车上的应用 【摘要】 本论文主要介绍了复合材料在现代汽车上的应用，随着汽车工业的不断发 展，节能、安全、轻量化将成为未来汽车的主要发展方向，而具有刚性大、强 度高、重量轻等特点的复合材料正好顺应了汽车的发展趋势，因此，研究复合 材料在汽车产业的应用就变得尤为重要。复合材料在汽车上的广泛应用，必将 导致未来汽车材料的巨大革新，本文将探讨复合材料在汽车应用领域的广泛前 景和发展趋势。 关键词：现代汽车 复合材料 趋势 Abstract:Abstract: This paper mainly introduced

2、composite materials in modern automotive applications, with the continuous development of auto industry, energy saving, safety and lightweight will become the main development direction of future automobiles, and rigidity, high strength, light weight etc. Characteristics of composite materials just

3、go with the car, therefore, the development trend of composite materials in automobile industry research and the application becomes especially important. Composite materials in the car on the widespread application, will cause the great future automotive materials, this paper discusses innovation c

4、omposite materials in automobile application fields and the development trend of the extensive prospect. KeyKey words:words: modern automobile；composite materials；trend 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 2 目目 录录 1 1 复复合合材材料料的的概概念念、分分类类及及性性能能特特点点 . .3 3 1.1 复合材料的概念3 1.2 复合材料的分类3 1.2.1 按其组成分类 .3 1.2.2 按其结构特点分类 3 1.3 复

5、合材料的性能特点4 1.3.1 高的比强度和比模度4 1.3.2 抗疲劳性能好 4 1.3.3 良好的破裂安全性能 4 1.3.4 优良的高温性能 4 1.3.5 减震性能好 4 1.3.6 成型工艺简便灵活及可设计性强 .4 2 2 复复合合材材料料在在汽汽车车上上应应用用的的优优势势 . .5 5 2.1 减轻整车重量 5 2.2 可设计性强 .5 2.3 缩短开发周期 5 2.4 耐冲击性 .6 2.5 耐腐蚀性和耐化学药品性好.6 2.6 投资小 更新快 .6 3 3 复复合合材材料料在在汽汽车车工工业业中中的的应应用用现现状状及及发发展展状状况况. .6 6 3.1 玻璃钢/复合材料

6、在汽车工业中的应用现状.7 3.1.1 汽车玻璃钢/复合材料应用概况.7 3.1.2 欧美等发达国家汽车玻璃钢/复合材料的应用现状.7 3.1.3 我国汽车玻璃钢/复合材料的应用现状 10 4 4 复复合合材材料料在在我我国国汽汽车车工工业业中中的的应应用用前前景景及及发发展展. .1 13 3 4.1 我国汽车复合材料的应用前景 .13 4.2 我国汽车复合材料的发展.13 结 束 语 . .15 谢 辞 . .16 参 考 文 献. .17 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 3 1 复合材料的概念、分类及性能特点 复合材料是一种新型的工程材料，它具有一系列其他材料不具备的优点， 它的出现

7、，开辟了一条发展新材料的重要途径。 1.1 复合材料的概念 复合材料，是由两种或两以上的物理和化学性质不同的物质经一定方法合 成而得到的一种新的多相固体材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协 同效应，使复合材料的综合性能优于原组种成材料而满足各种不同的要求。复 合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、 钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材 料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶 须、金属丝和硬质细粒等。 1.21.2 复合材料的分类复合材料的分类 复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代

8、替了很多 传统的材料。 1.2.11.2.1 按按其其组组成成分分类类 金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材 料。 1 1. .2 2. .2 2 按按其其结结构构特特点点分分类类 复合材料按其结构特点又分为： 纤维复合材料 、夹层复合材料 、细粒 复合材料、混杂复合材料 。 （1）纤维复合材料 ：将各种纤维增强体 置于基体材料内复合而成。如 纤维增强塑料、纤维增强金属等。 （2）夹层复合材料 ：由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材 强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和 蜂窝夹层两种。 （3）细粒复合材料 ：将硬质细粒均匀分布于基

9、体中，如弥散强化合金、 金属陶瓷等。 （4）混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材 料中构成。与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 4 显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、 层内层间混杂和超混杂复合材料 。 1.31.3 复合材料的性能特点复合材料的性能特点 1.3.11.3.1 高的比强度和比模度高的比强度和比模度 比强度、比模度高，对要求减轻自重和高速运转的结构和零件是非常重要 的，碳纤维增强环氧树脂复合材料的比强度是钢的 7 倍、比模度是钢的 4 倍。 1 1. .3 3. .2

10、2 抗抗疲疲劳劳性性能能好好 由于纤维复合材料对缺口、应力集中敏感性小，而且纤维和基体界面能 够阻止和改变裂纹扩展方向，因此复合材料有较高的疲劳极限。研究表明， 碳纤维复合材料的疲劳极限可达抗拉强度的70% 80%，而一般金属材料 的疲劳极限只有抗拉强度的 40% 50%。 1 1. .3 3. .3 3 良良好好的的破破裂裂安安全全性性能能 纤维复合材料中有大量独立的纤维，平均每立方厘米面积上有几千到几 万根纤维，当纤维复合材料构件由于超载或其他原因使少数纤维断裂时，载 荷就会重新分配到其他未断裂的纤维上，因而构件不致在短期内发生突然破 坏，故破裂安全性好。 1 1. .3 3. .4 4

11、优优良良的的高高温温性性能能 由于增强纤维的熔点均很高，而且在高温条件下仍然可保持较高的高温 强度，故用它们增强的复合材料具有较高高温强度和弹性模度。 1 1. .3 3. .5 5 减减震震性性能能好好 结构的自振频率与材料的比模量的平方根成正比，而复合材料比模量高， 其自振频率也高，高的自振频率就不容易引起工作时的共振，这样就可避免 因共振而产生的早期破坏。同时复合材料中纤维及基体间的界面具有吸振能 力，因此它的振动阻尼很高。 1 1. .3 3. .6 6 成成型型工工艺艺简简便便灵灵活活及及可可设设计计性性强强 对于形状复杂的构件，根据受力情况可以一次整体成型。减少了零件、 紧固件和接

12、头数目，材料利用率较高。例如日产布尔巴特汽车前端板，用钢 板制造时由 20 多个零件组成，而用纤维增强塑料复合材料，则用7 个零件 就可以。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 5 2 复合材料在汽车上应用的优势 由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性 能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、 传动轴、发动机架及其内部构件。 而复合材料在汽车上应用的主要优势有： 2 2. .1 1 减减轻轻整整车车重重量量 复合材料密度较小，如树脂基复合材料的密度一般不超过2g/cm3。汽 车重量减轻，提高了燃油经济性，从而带来更小的功率需求，驱动引擎和悬 挂

13、装置，进而减少冲击危险。统计结果表明，汽车重量每减轻100kg,意味 着行驶时能节省燃油 0.7L/110km。除了对汽车的各种零部件结构进行优化 设计和改进外，采用高性能轻质材料也是实现汽车轻量化的一条重要途径。 据估计，碳纤维复合材料的应用和使汽车车身，底盘的重量减轻40%- 60%，相当于钢结构重量的 1/3-1/6。英国材料系统实验室曾对碳纤维复合材 料的减重效果进行研究，结果表明，碳纤维增强聚合物材料的车身仅重 172kg，而钢制车身重量则为 368kg。 2 2. .2 2 可可设设计计性性强强 复合材料增强用的纤维是柔软的，树脂是可以流动的。这表明，在制造 过程中，它们可以再形成

14、所需性状后再复合固化，制成最终制件。对于曲面 性状的汽车构件，当用具有一定厚度的钢板冲压成型时，其曲面的形状往往 受到限制， 而使用复合材料时，比较易于制成各种形状的曲面，从而达到 空气动力学设计和美观方面的要求。同时，复合材料的课设计性非常强，根 据产品结构和受力情况，通过调整纤维的取向 ,织物的组织结构，排列的方 式等，就可制成满足不同要求的制品。 2 2. .3 3 缩缩短短开开发发周周期期 复合材料用品往往是材料制造与产品成型同时完成。通过合理的磨具设 计，可将不同厚度的零件，凸起部，筋，棱等全部一体成型，而用金属板则 比较困难，且生产效率低，难以保证制件的精度。例如日产“布尔巴特”

15、汽车前端板，用钢板制造时需 20 多个零件组长，而用复合材料用 7 个零件 就能够实现。据报道，当产量为 2 万件/a 时，采用金属材料的投产准备期 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 6 为 15 个月，而复合材料仅为 6 个月。福特公司的研究报告称，复合材料可 将零部件减为原来的 80%，而加工费用比钢材降低 60%，粘结费用则比焊 接减少 25%-40%，且树脂复合材料结构件具有极好的韧性和抗冲击性能，还 能通过设计实现一些特殊的性能要求。 2 2. .4 4 耐耐冲冲击击性性 以聚合物为基本的纤维复合材料由于本身特有的结构，震动衰减系数大， 因此在受冲击时能够吸收大量的冲击能，有利于提

16、高人身安全。 2 2. .5 5 耐耐腐腐蚀蚀性性和和耐耐化化学学药药品品性性好好 汽车上的许多部件都能承受机油，刹车油，汽油，汽车传动液等化学品 的腐蚀，以及高温，严寒，盐雾等恶劣环境，传统的金属材料难以保证不同 使用环境下性能的一致性和寿命，但复合材料制品不存在生锈和被腐蚀问题。 2 2. .6 6 投投资资小小 更更新新快快 随着新材料，新技术不断进入汽车行业，汽车的更新速度越来越快。传 统的金属材料加工困难，巨大的模具，工装投资已难以适应更新换代的需要。 而复合材料加工周期短，模具工装的变动较容易，因而投资较小，这正好适 应了现代社会对汽车多样化，更新快的需要。 3 复合材料在汽车工业

17、中的应用现状及发展状况 作为构成汽车以塑代钢的重要轻量化材料玻璃钢/复合材料，与汽车节 能、环保、安全有着密不可分的关系。采用玻璃钢/复合材料制造汽车车身壳体 及其他相关部件，是使汽车轻量化最有效的途径之一；玻璃钢/复合材料的问世， 为汽车造型设计提供了重要的变革条件，利用其设计自由度大和成型方便的特 点为汽车产品的造型、功能增添了新奇与美感，实现汽车车身流线型的设计理 念；同时，玻璃钢/复合材料还具有安全、低噪音、保温隔热等优良性能。由于 汽车的质量减轻，滚动阻力减少，进而收到降低油耗、节约能源、减少环境污 染以及保证安全等一系列效能。 3.13.1 玻璃钢玻璃钢/ /复合材料在汽车工业中的

18、应用现状复合材料在汽车工业中的应用现状 3.1.13.1.1 汽车玻璃钢汽车玻璃钢/ /复合材料应用概况复合材料应用概况 自从 1953 年世界上第一部 FRP 汽车GM Corvette 制造成功以后，玻璃 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 7 钢/复合材料即成为汽车工业的一支生力军。传统的手糊成型工艺只适于小批量 生产，无法满足汽车工业不断发展的需要。20 世纪 70 年代开始，由于 SMC 材 料的成功开发和机械化模压技术以及模内涂层技术的应用，促使玻璃钢/复合材 料在汽车应用的年增长速度达到 25，形成汽车玻璃钢制品发展的第一个快速 发展时期；到 20 年代 90 年代初，随着环保和

19、轻量化、节能等呼声越来越高， 以 GMT（玻璃纤维毡增强热塑性复合材料） 、LFT（长纤维增强热塑性复合材料） 为代表的热塑性复合材料得到了迅猛发展，主要用于汽车结构部件的制造，年 增长速度达到 1015，掀起第二个快速发展时期。作为新材料前沿的复合材 料逐步替代汽车零部件中的金属产品和其它传统材料，并取得更加经济和安全 的效果。 玻璃钢/复合材料汽车零部件主要分为三类：车身部件、结构件及功能件。 （1）车身部件：包括车身壳体、车篷硬顶、天窗、车门、散热器护栅板、 大灯反光板、前后保险杠等以及车内饰件。这是玻璃钢/复合材料在汽车中应用 的主要方向，主要适应车身流线型设计和外观高品质要求的需要，

20、目前开发应 用潜力依然巨大。主要以玻璃纤维增强热固性塑料为主，典型成型工艺有： SMC/BMC、RTM 和手糊/喷射等。 （2）结构件：包括前端支架、保险杠骨架、座椅骨架、地板等，其目的在 于提高制件的设计自由度、多功能性和完整性。主要使用高强 SMC、GMT、LFT 等材料。 （3）功能件：其主要特点是要求耐高温、耐油腐蚀，以发动机及发动机周 边部件为主。如：发动机气门罩盖、进气歧管、油底壳、空滤器盖、齿轮室盖、 导风罩、进气管护板、风扇叶片、风扇导风圈、加热器盖板、水箱部件、出水 口外壳、水泵涡轮、发动机隔音板等。主要工艺材料为：SMC/BMC、RTM、GMT 及玻璃纤维增强尼龙等。 （4

21、）其他相关部件：如 CNG 气瓶、客车与房车卫生设施部件、摩托车部件、 高速公路防眩板和防撞立柱、公路隔离墩、商品检测车顶柜等。 3.1.23.1.2 欧美等发达国家汽车玻璃钢欧美等发达国家汽车玻璃钢/ /复合材料的应用现状复合材料的应用现状 （1）玻璃钢/复合材料在汽车上应用最广泛，玻璃钢/复合材料工业科技水 平最先进的，首推美国。 美国是世界上第一大玻璃钢/复合材料生产与消耗国，美国在汽车上大量采 用玻璃钢/复合材料，使汽车轻量化取得了显著效果。据美国复合材料制造商协 会统计，2005 年美国玻璃钢/复合材料总产量为 326 万吨，其中热固性复合材 料 186 万吨，热塑性复合材料 140

22、 万吨。据估算，目前美国汽车用复合材料年 消耗量超过 70 万吨；其中 32的热固性复合材料用于汽车及其相关领域，相 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 8 当一部分部件采用了 SMC 模压工艺。在美国，有 65%的美国轿车采用 SMC 作前 脸和散热器护栅板；95以上汽车前灯反射镜已采用 BMC 作为主要材料。复合 材料在汽车上的应用几乎涵盖了美国本土的所有汽车制造厂家，如通用汽车、 福特汽车、戴姆勒克莱斯勒（DC）三大汽车公司以及 Mack、Aero-star 等重 型车厂。 最新应用实例如下： 1）GM EV1 全 FRP 车身电动汽车，包括 SMC 车顶、SMC 发动机盖、SMC 后背

23、厢盖、 SMC 车门、RRIM 前翼子板、RRIM 前后面板、RRIM 后角板和后轮衬板、SRIM 全 空气动力学前面板、玻纤增强 PUR 仪表板、RTM 底盘。 2）Ford Calaxy 前端支架（GMT） 、Focus/C-MAX 前窗下饰板（SMC） 、Thunderbird 前端板、发动机盖板、前翼子板、后背厢盖、后座盖板（SMC） 、Cadillac XLR 门板、后背厢盖、翼子板、前端板（SMC） 、Lincoln Continental 发动机盖、 翼子板、后背厢盖（SMC）等。 3）Chrysler Crossfire 后导流板、挡风玻璃盖板/a-立柱(SMC)；Maybac

24、h 后背厢盖(SMC)；Alfa Romeo Spider 和 Smart Roadster 等的发动机盖板、后 背厢盖(SMC)等。 （2）欧洲应用情况 在欧洲，英、德、法、意、瑞典等国家较早采用了玻璃钢/复合材料汽车部 件。目前玻璃钢/复合材料已在梅德赛斯奔驰、BMW、大众、标致雪铁龙、 沃尔沃、菲亚特、莲花、曼恩等欧洲汽车厂的轿车、客车和载货车等各种车型 中大量应用。汽车复合材料年消耗量约占其复合材料年产量的 25左右；其中 35左右的 SMC、80以上的 GMT 与 LFT 均用于汽车部件制造。 最新应用实例如下： 1）梅德赛斯奔驰轿车：CL coupe 后背厢盖（SMC） ，运动型

25、Coupe 后尾 门（SMC，如图 1） ；SLR 天窗、隔音罩、通风侧板、后扰流板（SMC） ；S 系列后 保险杠支架（GMT/LFT） ；E 系列车灯反射罩（BMC）等。 图 1 梅德赛斯奔驰 Coupe 车型 SMC 后尾门 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 9 2）BMW 3 系列 Touring 和 X5 的后扰流板（SMC） 、BMW Z4 硬顶（SMC） 、BMW 系列后保险杠支架（GMT/LFT） 、BMW 5 系列车灯反射罩（BMC）等。 3）VW Touareq/Polo GT1/Lupo GT1/FS1 后扰流板（SMC） 、VW Golf R32 发 动机盖（SMC）

26、 、Audi A2 分割式储物箱（SMC） 、Audi A4 可折叠型后背箱盖 （SMC） 、VW Golf A4 车灯反射罩（BMC） ，以及 Golf 全复合材料车身电动车 （如图 2 所示） 。 图 2 全 FRP 车身电动车 4）标致 607 备胎箱（LFT） ，标致 405 保险杠支架（LFT） ，标致 807 后尾门、 翼子板（SMC） ；以及雪铁龙系列 Berlngo 车顶模板（SMC） ，Xantian 前端支架 （LFT） ，AX 尾部底板总成（GMT） ，C80 后尾门（SMC）等。 5）Volvo XC70、XC90、V70 后尾门（SMC/BMC）以及 Renault

27、Espace 后举 升门、侧门、侧护板及车顶（SMC）和 Mosaic 前端结构骨架总成（LFT） 、车灯 反射罩（BMC） 。 6）在梅德赛斯奔驰 Actros/Actros Megaspace、MAN TG-A 和 F2000、Volvo FH/FM 系列、Renault Magnum/Premium/Midlum、Premium H130 以及 Scania 以及 Iveco Stralis 等新型重型载货车车型上，均大量使用以 SMC 为主导的复合材料。图 3 为 MAN TG-A 的复合材料应用情况；图 4 为 Volvo D12 发动机 SMC 油底壳。 西安航空职业技术学院 毕业

28、设计论文 10 图 3 复合材料在重型载货车典型应用实例MAN TG-A 图 4 Volvo FH/FM 系列用 D12 发动机油底壳 （3）亚洲应用情况 日本依然是当今公认经济大国，其汽车制造业与欧美同属领先地位，但采 用玻璃钢/复合材料的步伐和进展要落后很多，主要原因是日本冶金工业发达， 钢材质优价廉。直到 20 世纪 80 年代中期，日本才正式开始积极研究开发 FRP 汽车部件，并转入规模生产，其中大部分采用 SMC 工艺，而且呈逐年上升趋势。 韩国汽车工业基本上走日本汽车材料发展之路。 3.1.33.1.3 我国汽车玻璃钢我国汽车玻璃钢/ /复合材料的应用现状复合材料的应用现状 到 2

29、0 世纪 80 年代中后期，随着国家汽车发展政策的重大转型以及国外先 进汽车技术和资本的引入，汽车复合材料的应用随着我国汽车工业的蓬勃发展 取得突破，逐步改变了原有传统手糊工艺单一作业模式，通过技术引进与消化 吸收融入了 SMC、RTM、喷射等工艺技术，形成了一定的规模化生产技术与能力， 零部件质量大幅提高，汽车主机厂对汽车复合材料认同度大大增强。我国汽车 复合材料的大规模应用始于引进车型上，也在自主开发的一些车型上得到应用， 尤其在近几年来取得了长足发展，但总体来说与发达国家尚有距离。据估算， 目前我国玻璃钢/复合材料年产量已超 100 万吨，但汽车复合材料的年用量不到 10 万吨，所占比例

30、较小，而且由于汽车复合材料厂家普遍规模较小，创新发展 能力不足 （1）轿车方面的应用： 目前我国轿车生产仍然以进口车型为主，主要分为美系、欧系与日韩系。 另有一些完全的自主品牌，如奇瑞、长城、猎豹等。进口车型的复合材料部件 基本沿用原厂设计，部分实现本地化生产配套，但相当一部分部件依然需要 KD 件进口；国产品牌轿车上复合材料部件还较少使用。 近年最新应用实例： 1）北京奔驰 300C 油箱副隔热板（乙烯基酯 SMC） 。 2）北汽二代军车勇士系列（图 5）的硬顶、发动机盖、翼子板（手糊 FRP） 、前后保险杠、蓄电池托架（SMC）等。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 11 3）郑州日产锐

31、骐（SUV）顶饰件总成、中隔窗（SMC） 。 4）东风雪铁龙标致 307 前端支架（LFT） 。 5）上汽荣威的底部导流板（SMC） 。 6）上海通用别克凯悦、君悦的天窗板（SMC） 、后靠背骨架总成（GMT） 。 7）上海大众帕萨特 B5 底部防护板（GMT） 。 8）南汽名爵（MG）车顶（SMC） 。 9）奇瑞在新车型开发中设计使用 SMC 制造车门。 图 5 二代军车勇士系列 （2）客车方面的应用 玻璃钢/复合材料在国内大型、豪华客车中均有应用，几乎囊括如厦门/苏 州金龙、西沃、安凯、郑州宇通、丹东黄海、福田欧 V 等所有客车厂家的所有 车型，涉及应用部件有前后围、前后保险杠、翼子板、轮

32、护板、裙板（侧围板） 、 后视镜、仪表板、仓门板等。由于此类客车部件种类多、较大、量小，一般采 用手糊/喷射或 RTM 工艺成型。 在中小型客车中，玻璃钢/复合材料也有广泛应用。如南京依维柯 S 系列车的 SMC 前保险杠、手糊/RTM 硬顶、BMC 前大灯反射罩，都灵 V 系列车 的 SMC 豪华面罩、电动门总成、三角窗总成、后行李厢门总成和 FRP 后围总成 等。近年来，玻璃钢/复合材料在微型客车领域应用有所增加，而且有应用 SMC、RTM 工艺逐步替代传统手糊工艺的趋势。 （3）载货车方面的应用 随着载货车技术的引进、消化、吸收以及自主创新，近年来国内载货车技 西安航空职业技术学院 毕业

33、设计论文 12 术得到很大的提高、优化与改进，同时随着国民经济的高速发展带来的市场驱 动带来载货车产量的不断攀升，玻璃钢/复合材料在载货车中取得了突破性的应 用，尤其在中重型卡车方面。以 SMC、RTM 为主导的复合材料应用尤为活跃，涉 及驾驶室顶盖、前翻转盖板、前围面罩、保险杠、翼子板、侧围护板、脚踏板、 轮罩及其装饰板、门下装饰板、前围装饰罩、导风罩、导流板、导流罩、侧裙 板、杂物箱以及发动机内部件等。 近几年来，投入批产的重型载货车新车型包括：解放 J5 和 J6、东风天龙、 中国重汽“华沃”和“豪泺” 、北汽福田“欧曼 ETX” 、陕汽“德御”和“德龙 F3000” 、重庆红岩“霸王”

34、和“斯达-斯太尔” 、东风柳汽“新霸龙” （507） 、洛 阳福赛特“福德” 、镇江华菱重卡、安徽精功重卡、江淮格尔发、金华青年“曼” 、南汽凌野等，在车身件上大量使用了玻璃钢/复合材料，主要以 SMC 为主，辅 以 RTM、喷射和手糊等工艺技术，成为近年来玻璃钢/复合材料在汽车业中应用 拓展的亮点。相对于国内重型载货车火爆的市场需求和开发冲劲而言，在中、 轻型载货车和皮卡车市场相对萎缩，玻璃钢/复合材料的应用情况有下降趋势。 图 6 为北汽福田欧曼 ETX 重型载货车典型应用示例。 图 6 欧曼 ETX 重型载货车中汽车复合材料应用实例 4 4 复合材料在我国汽车工业中的应用前景及发展复合材

35、料在我国汽车工业中的应用前景及发展 4.14.1 我国汽车复合材料的应用前景我国汽车复合材料的应用前景 我国汽车工业的发展很大程度上得益于资本和技术的引进，同时也得益于 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 13 国内汽车主机厂自主设计开发能力的提高。我国实行改革开放以来，由于引进 合资，我国的汽车制造能力从四五十年代的解放牌水平一下子提高到可以制造 奥迪 A6、帕萨特 B5，别克等近代先进轿车的水平，并进一步实现诸如宝马、奔 驰等当代最高档轿车实现同步开发与生产。2009 年我国国产汽车产销分别为 1379.10 万辆和 1364.48 万辆，首次成为世界汽车产销第一大国。随着国民经 济继续保

36、持较快增长的态势下，今后我国汽车工业仍将稳步上升。图 9 为 20002009 年汽车产量及年均增长率。 未来的汽车与现在的汽车在很多方面不会有太大的区别，但设计思想会有 很大不同。当今社会，人们目光的角度已逐渐转到人与自然的关系问题上，环 境与能源问题成为世界上每个国家能否生存和发展的关键。随着人们环保意识 的不断提高以及各国环保法规的相继出台，绿色汽车已经成为未来汽车发展的 必然趋势。而复合材料作为未来汽车材料发展的主流，必将在其中扮演非常重 要的角色。构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统，形成联盟和 集团化的组织系统，这将更充分的利用各方面的资源（技术资源、物质资源） ， 紧密

37、联系各方面的优势，以推动复合材料工业的进一步发展。汽车工业的发展 日新月异，复合材料的研究也是一日千里，各种新型的车型，新式的材料不断 地涌现。可以预测在不久的将来，更高性能的复合材料将更大范围地应用在汽 车领域中。 图 9 20002009 年汽车产量及年均增长率 4.24.2 我国汽车复合材料的发展我国汽车复合材料的发展 我国加入 WTO 以来，在经济全球化的背景下，给汽车工业带来巨大的冲击， 相应地对我国汽车材料工业也带来巨大冲击，同样也给我国汽车材料工业带来 机遇。我国汽车工业良好的发展势头，带来国外汽车零部件厂家涌入中国，也 同样激励着汽车材料的革新和创新。汽车复合材料企业需抓住机遇

38、，迎接挑战， 积极地参与国际竞争，努力创造自己的生存和发展空间；充分发挥自己的资源 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 14 优势和某些技术优势，扬长避短，注意创新，再和我国比较便宜的劳动力成本 结合起来，形成有特色的、有竞争力的汽车复合材料领域。最重要的是，必须 依靠技术创新提升核心竞争力。 （1）积极引进、消化和吸收国外先进技术，加快产业现代化进程具有重要 意义。消化吸收是技术创新的基础。通过消化吸收，快速提升行业的创新能力。 只有深刻的消化，才会启发比较和创新，才会稳妥地把握改进的方向，特别是 汽车复合材料主工艺的创新和新材料的开发。 （2）汽车复合材料零部件生产企业应加强与复合材料原材

39、料生产企业、汽 车主机厂之间的合作，建立新材料开发研究联合体，协调新材料及新产品的开 发工作，坚持走共同设计的道路，实现风险转移与化解。玻璃钢/复合材料的稳 定性和可靠性是设计能否采用的重要界线或原则。设计中如何使创新技术既有 一定的跨度和进步，又能稳妥可靠，这是创新工作必须面对的难点。 （3）技术与产品研发已经成为企业在残酷的市场竞争中具有决定性的因素， 汽车复合材料零部件企业应作为技术开发的主体，通过在企业内部开发出构成 核心竞争力的技术，走自我发展的道路。 （4）通过不断的技术创新，在业内形成良性的竞争态势。从技术创新入手， 提高产品档次和工艺技术水平，在不断满足主机厂持续提高的需求前提

40、下，降 低成本，实现玻璃钢/复合材料企业与主机厂之间的双赢，实现玻璃钢/复合材 料企业之间的多赢，逐步走上良性发展的竞争态势。 （5）推动汽车复合材料及其制品向专业化、标准化、高品质化、环保化方 向加速发展，开创中国汽车复合材料的新天地。 参参 考考 文文 献献 1 陆刚. 现代车用材料应用技术M. 北京：中国电力出版社，2007. 2 李明惠.汽车材料M.机械工业出版社，2008 3 陈纪钦主编. 汽车工程材料M.重庆:重庆大学出版社 ，2010. 4 周燕.汽车材料M.北京：人民交通出版社，2009. 5 王高潮.材料科学与工程导论.机械工业出版社，2009. 6 王荣国,武卫莉,谷万里主

41、编.复合材料概论M.哈尔滨工业大学出版社， 2008. 7 吴人杰.复合材料二十一世纪新材料丛书M.北京：天津大学出版社， 2007. 8 肖永清，杨忠敏 编著.汽车的发展与未来OL.化学工业出版社，2006. 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 15 9 金志浩，高积强，乔冠军 编著.工程陶瓷材料OL.西安交通大学出版社， 2007. 10 崔胜民.新能源汽车技术M.北京大学出版社，2009. 11 柯扬船.聚合物纳米复合材料OL.科学出版社，2009. 12 李荣久.陶瓷-金属复合材料M.冶金工业出版社，2009. 13 周祖福主编 .复合材料学.武汉理工大学，2008. 14 汽车复合材料的历史和现状 15 张力著.复合材料汽车零部件设计制造应用M.科学出版社，2008. 16 车剑飞主编. 复合材料及其工程应用M.机械工业出版社，2008. 17 Metal Matrix Composites 18 2010 国际汽车复合材料技术专题研讨会.