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随着汽车制造商寻求降低传统和电动汽车（EV）的整体重量，金属底盘组件已成为转换为复合材料或混合动力系统的重要目标。图片来源：斯特兰提斯

迈泰睿小蜜：

很久以前，简单的汽车应用都从玻璃和金属转变为塑料和复合材料。剩下的主要是底盘上的结构应用，其性能要求比内饰和外车身面板以及各种装饰部件高得多。

另一方面，底盘组件保留在现有的金属材料中，对传统和电动汽车（EV）的质量和碳足迹做出了重大贡献，因此，它已成为向复合材料和混合系统转换的关键目标，这些复合材料和混合系统结合了多种材料-通常是金属和复合材料或几种类型的复合材料-正如以下五个应用将证明的那样。在每种情况下，从金属到复合材料或混合复合材料部件的转变都达到或超过了基准机械性能，同时降低了质量和工具成本，消除了腐蚀问题，并经常改善噪音/振动/声振粗糙度（NVH）。所有这些应用都用于大批量车辆平台，在这些平台上，经济性是成功的重要因素。

越野稳定性

为了满足越野客户的需求，尤其是那些在沙漠中驾驶的客户，福特及其供应商开发了一种复合C型支撑，用于将左右D柱连接到后车顶横梁。与基准铝和钢相比，A级可见部件提高了后扭转刚度和车辆操控性，同时显着减轻了质量。图片来源：福特汽车公司

对于越野爱好者来说，一个有趣且可见的复合材料应用可以在福特汽车公司（美国密歇根州迪尔伯恩）的年福特野马猛禽运动型多功能车（SUV）上找到。该组件称为C型支撑，是一种功能齐全的结构支撑，可将后货区的左右D柱与后车顶横梁连接起来，以增加整个车辆的刚度和扭转刚度。在“越野”时，支架还有助于减少振动传递，从而改善操控性并降低NVH。为了满足越野客户的需求，特别是在沙漠中驾驶的客户，福特工程公司设定了将车辆扭转刚度提高40%的目标，以改善车辆操控性和NVH特性。当客户关闭顶部和侧面/门板时，支架在开放式驾驶舱中将非常明显，因此保持A级美观性——尤其是在长期高温和紫外线照射下——非常重要。其他规格是支架需要满足所有后方视野要求并且不妨碍驾驶员的视线，它必须允许前排乘客门安全紧凑地存放在货物区域而不会损坏，并且必须在尽可能轻的包装中实现每弧度千牛顿米的弹簧常数/旋转刚度值，特别是考虑到重量敏感的车顶位置可能会将车辆的重心向上或向下移动。由福特、北美一级集成商/模塑商Montaplast（美国肯塔基州法兰克福）、材料供应商巴斯夫公司（美国新泽西州弗洛勒姆公园）和1M公司（美国明尼苏达州梅普尔伍德）和工具制造商商业工具集团（美国密歇根州康斯托克公园）组成的团队合作设计了A级全复合材料支架。在整个开发阶段进行了广泛的非线性结构分析，以优化造型和外观，并验证结构性能是否满足沙漠耐久性、载荷位移和应力要求，在不同温度、屋顶荷载和扭转刚度值下，以及开发粘接方案。

复杂的榫槽状胶水通道被模制到壳体和芯中，以最大限度地提高芯和表皮之间的粘合强度。梦达帕斯还设计并制造了一个机器人、温控的胶粘剂点胶系统，以满足装配要求，包括精确的胶路、珠子轮廓、流速和混合比。为了满足福特对A级外表面的协调颜色要求，外壳被漆成黑色。图片来源：福特汽车公司

最初，开发了两件式设计，后来演变为三件式设计，进一步完善为团队所谓的高级三件式设计。后者是一种三明治，其芯材由20%短碳纤维增强聚酰胺6（CF/PA6）—UltramidB3WC4—和35%短玻璃纤维增强PA6（GR/PA6）—UltramidB3GM35Q注塑成型的表皮/外壳。聚合物系统经过专门挑选，以满足福特的越野沙漠耐久性要求。新配制的甲基丙烯酸酯粘合剂（3MDBNS）据说具有快速固化，柔韧性和热稳定性，用于将所有三个部分粘合在一起。

最终支架具有多种装配设计功能，包括自定心聚氯乙烯（PVC）泡沫、冲压钢滑动L型支架和开槽压铸铝支架，以适应车身公差变化并确保与车身导轨的配合。图片来源：SPE汽车事业部

最终的复合材料C形支撑有助于将车辆的扭转刚度提高40%，同时与铝相比减轻55%的质量，与钢选项相比减少85%的质量。与传统材料相比，更高的扭转刚度和更轻的车身重量相结合，导致重心更低。

自上而下

悍马电动汽车皮卡在沙滩上行驶。

在可以为GMC悍马EV皮卡订购的众多配件中，有一对前透明或有色Infinity玻璃面板，单个后Infinity面板或前可折叠Sky敞篷车顶。图片来源：通用汽车公司

另一个有趣的车顶安装应用是通用汽车公司（美国密歇根州底特律）的GMC悍马EV皮卡的Sky敞篷车顶选项的框架。这种轻巧的手动折叠软顶在前排座椅上，可帮助客户创造露天体验，而无需离开车辆即可拆卸和存放玻璃Infinity面板，这些面板也可用于车辆，或折回并固定其他类型的软顶。

当车辆乘员需要阳光和新鲜空气时，他们可以手动折叠软顶车顶面板并将其存放在中央车顶面板上（左），然后再次关闭（右），以在不离开车辆的情况下形成防风雨覆盖物。图片来源：通用汽车公司

之前用于软顶面板的大部分全铝框架被转换为玻璃/矿物增强PA6和回收聚合物，将车顶线的质量减少了1.8公斤，同时仍然形成防风雨密封。图片来源：通用汽车公司

根据为悍马EV设计的轻质单元混合了金属和复合材料元件，并提供水密封和全天候性能-据说乘用车软顶不常见-同时保持乘员安全。通用汽车工程公司与Tier1Bestop公司（美国科罗拉多州路易斯维尔）和材料供应商PRETAdvancedMaterials（美国南卡罗来纳州约翰逊维尔）密切合作，开发了折叠软顶作为皮卡的一个选项。这种设计用铝和复合材料的混合框架取代了全铝框架，包括左右侧门纵梁以及后光环面板-全部采用模内颜色（MIC）饰面-并减轻了1.8公斤的质量，这有助于改善车辆动力学，包括加速，制动和转弯。PRET配制了25%的短玻璃/15%的矿物增强PA6牌号（WellamidMRGF25/H-WBK）。与全玻璃纤维增强等级相比，玻璃/矿物增强材料的组合据说具有更高的耐热性、改进的机械性、减少翘曲和良好的耐候性。该牌号还具有出色的表面光洁度，无需油漆即可满足通用汽车的美学要求。该化合物还含有工业后和消费后回收（PIR，PCR）树脂，有助于减少制造碳足迹。

坚固的结构，适用于要求苛刻的应用

第一款配备新型复合发动机稳定器支架的车辆是年吉普GrandWagoneerSUV。复合支架不仅便于发动机插入装配线上，而且还将质量减轻了30%，提高了NVH性能。图片来源：斯特兰提斯

类似的混合复合材料技术的三种有趣和不同的用途-可能涉及金属，连续和/或不连续纤维增强复合材料以及发泡（膨胀）结构环氧粘合剂/密封剂的组合-正在三辆车的底盘部件中用于以更轻的重量，更低的工具成本和降低NVH取代全金属结构。该技术由Tier1LLProductsInc.（美国密歇根州罗密欧）开发，该公司作为汽车供应商拥有悠久的历史，提供粘合剂/密封剂，声学对策和加固技术，可提高白车身（BIW）碰撞性能以及乘员的舒适性和安全性。第一个应用是来自Stellantis（美国密歇根州奥本山）的年吉普GrandWagoneerSUV上的复合发动机稳定器支架（CESB）。支架位于左侧和右侧发动机支架之间，旨在协助组装和改善NVH。现有的支架是压铸铝制成的带肋结构，需要在铸造后去除飞边和二次加工。Stellantis工程部门已经在将其他支架和支架从金属转换为复合材料方面取得了积极的经验，包括对年吉普切诺基SUV的后差速器支架进行了运行更改。在这种情况下，压铸铝被转换为50%的短玻璃/PA6/6（巴斯夫的UltramidA3WG10CR），其强度重量比相似，但质量减少了30%，降低了单件成本并改善了NVH，这要归功于复合材料的减振性比金属高10倍。据报道，在这种情况下，工程团队还看到了巴斯夫专有的Ultrasim各向异性建模软件在设计复合材料部件方面的优势。他们指出，发动机和动力总成支架从金属改为复合材料确实需要采取略有不同的设计方法。分析师不仅要

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