ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์ การผลิตและการเป็นเจ้าของรถยนต์ต่อปียังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้เกิดวิกฤตพลังงานทั่วโลกและปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมยังคงทวีความรุนแรงมากขึ้น การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนตลอดวงจรชีวิตของรถยนต์กลายเป็นประเด็นสำคัญที่อุตสาหกรรมยานยนต์ทั่วโลกจำเป็นต้องแก้ไข
สมาคมอลูมิเนียมโลกชี้ให้เห็นว่าการลดมวลยานพาหนะทุกๆ 10% สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้ 6% ถึง 8% ในขณะเดียวกัน ในอุตสาหกรรมยานยนต์ การลดน้ำหนักยานพาหนะสามารถช่วยให้ยานยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์แบบดั้งเดิมลดการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง หรือยานพาหนะไฟฟ้าเพิ่มระยะทางได้ นี่เป็นหนึ่งในวิธีการสำคัญในการส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงานของยานพาหนะและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในบรรดาวัสดุน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูงใหม่ๆ ที่ใช้ในการออกแบบโครงสร้างน้ำหนักเบา วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในเรื่องความแข็งแรงจำเพาะและความแข็งจำเพาะสูง ในขณะเดียวกันก็ทนความร้อนได้ดี ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง และทนต่อการกัดกร่อนต่ำ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน การดูดซับพลังงานจำเพาะที่ดี และข้อดีอื่นๆ ทำให้เป็นตัวเลือกแรกสำหรับการออกแบบชิ้นส่วนภายนอกและภายในรถยนต์น้ำหนักเบา
ฝากระโปรงรถเป็นส่วนสำคัญของตัวรถและมีหน้าที่ต่างๆ เช่น ปกป้องเครื่องยนต์และแยกเสียงรบกวน วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ถูกนำมาใช้ในการออกแบบฝากระโปรงรถยนต์ ซึ่งสามารถลดน้ำหนักของฝากระโปรงรถยนต์ และลดมวลของตัวรถได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการผลิตคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ เทคโนโลยีกระบวนการ และเทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขทั้งในและต่างประเทศ การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงสร้างและกระบวนการของฝากระโปรงคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ในรถยนต์ได้ดึงดูดนักวิจัยจำนวนมากให้อุทิศตนให้กับสิ่งนี้
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.
วัตถุวิจัยล่าสุดคือการใช้วิธีการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพข้อต่อแบบหลายขั้นตอนของการออกแบบแนวความคิด การทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุ และการออกแบบกระบวนการ เพื่อให้ได้การออกแบบที่มีน้ำหนักเบาของฝากระโปรงคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ ในขณะที่ตอบสนองคุณสมบัติทางกลต่างๆ และข้อกำหนดในกระบวนการผลิต
