Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô, việc sản xuất và sở hữu ô tô hàng năm tiếp tục tăng, dẫn đến cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu và các vấn đề ô nhiễm môi trường tiếp tục gia tăng. Giảm lượng khí thải carbon trong toàn bộ vòng đời của ô tô đã trở thành vấn đề then chốt mà ngành công nghiệp ô tô toàn cầu cần giải quyết.
Hiệp hội Nhôm Thế giới chỉ ra rằng cứ giảm 10% khối lượng xe có thể giảm mức tiêu thụ nhiên liệu từ 6% đến 8%. Đồng thời, trong ngành công nghiệp ô tô, việc giảm trọng lượng xe có thể giúp xe động cơ truyền thống giảm mức tiêu thụ nhiên liệu hoặc xe điện tăng quãng đường đi được. Đây cũng là một trong những biện pháp quan trọng nhằm thúc đẩy việc bảo tồn năng lượng của phương tiện và giảm phát thải. Trong số các vật liệu nhẹ và cường độ cao mới khác nhau được sử dụng trong thiết kế kết cấu nhẹ, vật liệu composite sợi carbon có những ưu điểm rõ ràng về cường độ riêng cao và độ cứng riêng. Đồng thời, chúng có khả năng chịu nhiệt tốt, chống ăn mòn axit và kiềm và khả năng chống ăn mòn thấp. Hệ số giãn nở nhiệt, khả năng hấp thụ năng lượng riêng tốt và các ưu điểm khác khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho thiết kế nhẹ của các bộ phận bên ngoài và bên trong ô tô.
Mui xe ô tô là bộ phận quan trọng của thân xe, có chức năng như bảo vệ động cơ, cách ly tiếng ồn. Vật liệu composite sợi carbon được sử dụng trong thiết kế mui xe ô tô, có thể giảm trọng lượng của mui xe ô tô và giảm khối lượng thân xe một cách hiệu quả. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ sản xuất composite sợi carbon, công nghệ xử lý và công nghệ mô phỏng số trong và ngoài nước, việc tối ưu hóa thiết kế cấu trúc và quy trình của mui xe bằng composite sợi carbon ô tô đã thu hút một số lượng lớn các nhà nghiên cứu cống hiến hết mình cho nó.
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.
Đối tượng nghiên cứu mới nhất là sử dụng phương pháp thiết kế tối ưu hóa chung nhiều giai đoạn của thiết kế ý tưởng, thử nghiệm hiệu suất vật liệu và thiết kế quy trình để cuối cùng đạt được thiết kế nhẹ của mũ trùm bằng sợi carbon trong khi đáp ứng các tính chất cơ học và yêu cầu quy trình sản xuất khác nhau.
