一種復(fù)合材料擋泥板支架的介紹與結(jié)構(gòu)分析

張煒，冶濤，王彭彭，劉娟

(陜西德仕汽車部件（集團(tuán)）有限公司,陜西 西安 710000)

針對汽車行業(yè)來講，汽車每降低重量100kg,百公里可以降低0.6L 燃油，在汽車生命周期內(nèi)可以節(jié)省燃油費(fèi)用2~3 萬元（按照10 年的使用壽命），同時(shí)卡車可以多拉200kg 貨物，可以增加收入2~3 萬元。復(fù)合材料一般是由2 種或2 種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法組合成的一種具有綜合新性能的新型材料。由于其具有多種材料的共性特點(diǎn)，一般有強(qiáng)度、模量較高的特點(diǎn)，復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域、風(fēng)電、高鐵等方面已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。近年來，科技的發(fā)展、工藝的創(chuàng)新、應(yīng)用的批量化、復(fù)合材料中纖維以及樹脂等原材料的價(jià)格下降，也為復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的延伸應(yīng)用創(chuàng)造了機(jī)會和潛力。

1 復(fù)合材料擋泥板支架

1.1 復(fù)合材料擋泥板支架的結(jié)構(gòu)

擋泥板支架是卡車（牽引車）連接支架的一種，屬于懸臂梁結(jié)構(gòu)的一種支架。一般分為左前、右前、中間、右后、左后支架及翼子板支架。支座結(jié)構(gòu)包括支架梁、安裝底座、連接支架及堵蓋構(gòu)成。結(jié)構(gòu)如圖1、圖2 所示。

圖1 從左至右：左右（前支架）、中間支架、左右（后支架）

圖2 從左至右：安裝底座、支架梁、連接支架（綠色）、堵蓋

目前，卡車擋泥板支架已經(jīng)發(fā)展到第4 代，主要擋泥板結(jié)構(gòu)如表1 所示。

表1 擋泥板支架發(fā)展情況

1.2 復(fù)合材料擋泥板支架的主要技術(shù)要求

復(fù)合材料擋泥板支架的主要技術(shù)要求，如表2 所示。

表2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求

測試結(jié)果，如圖3 所示。

圖3

1.3 復(fù)合材料擋泥板支架的主要工藝方式

圖4

1.4 復(fù)合材料擋泥板支架的主要優(yōu)勢

（1）復(fù)合材料擋泥板支架的比強(qiáng)度和比剛度較高，復(fù)合擋泥板支架的力學(xué)性能可以通過工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即可以通過選擇高性能的原材料和合理的鋪層形式，使復(fù)合材料擋泥板支架結(jié)構(gòu)滿足使用要求。

（2）復(fù)合材料擋泥板的抗疲勞性能良好。復(fù)合材料擋泥板支架因選用高彈性模量的樹脂纖維，具有優(yōu)異的疲勞性能，尤其是滿足較大變形受力情況下綜合工況的疲勞。

（3）復(fù)合材料因能具有較大的阻尼系數(shù)，所以復(fù)合材料的擋泥板支架的減振隔振性能良好。用同形狀和同大小的復(fù)合材料擋泥板支架和金屬擋泥板支架分別作振動(dòng)試驗(yàn)，復(fù)合擋泥板支架的振動(dòng)衰減時(shí)間較短。

（4）復(fù)合材料擋泥板支架耐候性好。復(fù)合材料表面一般采取噴涂黑色油漆工藝，用于防護(hù)和整車色澤統(tǒng)一。不會出現(xiàn)金屬擋泥板支架的銹蝕等問題。材料一般采取耐候性較好的基體樹脂材料，一般滿足紫外或者氙燈老化1000h。

（5）輕量化優(yōu)勢明顯，同鋼制擋泥板支架相比重量是鋼制擋泥板支架的45%，同鋁制擋泥板支架相比重量是鋁制擋泥板支架的65%。降重優(yōu)勢明顯。

（6）外觀采用一體成型，整體為流線型結(jié)構(gòu)，沒有傳統(tǒng)金屬擋泥板支架的焊接、連接、壓裝等痕跡。

2 結(jié)語

復(fù)合材料因?yàn)楠?dú)特的高性能、輕量化、高彈性模量而最早使用在航空航天等領(lǐng)域，也因?yàn)槠洫?dú)特的特性而逐步在國民經(jīng)濟(jì)的一些關(guān)鍵領(lǐng)域逐步拓展使用。我國目前是世界上復(fù)合材料產(chǎn)量發(fā)展最快的國家之一，隨著國家的大力支持，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性不斷提升，復(fù)合材料將從航天航空領(lǐng)域逐步滲透到國民經(jīng)濟(jì)的每一個(gè)相關(guān)領(lǐng)域。