碳纖維材料在世界太陽能汽車挑戰(zhàn)賽中的應(yīng)用

寂靜天花板

兩年一度的世界太陽能車挑戰(zhàn)賽是目前世界上最大的太陽能汽車比賽,，比賽路線橫跨澳大利亞超過3000公里,，從達(dá)爾文（Darwin）一直到阿德萊 德（Adelaide）,。世界太陽能車挑戰(zhàn)賽分為三個(gè)組別,。參加“巡洋艦”組比賽的車輛,，每輛車車內(nèi)乘坐一名駕駛員,、一位乘客,，及有限的行李,。比賽按實(shí)際計(jì)分方法，OWL,，是由日本工學(xué)院開發(fā)的一種先進(jìn)的太陽能動(dòng)力車,，其采用帝人（Teijin）公司的碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）作為底盤和 車身結(jié)構(gòu)。這款車代表日本參加比賽,，取得了第二名的成績,。 OWL專注于減少行駛時(shí)間,，因?yàn)槠湔伎偡值?0%。
7 A4 u7 p. X; \8 H  `+ z3 ]2 xOWL的結(jié)構(gòu)
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超輕碳纖維織物只有0.06毫米的厚度,，由Tenax®W-1105 CFRP預(yù)浸基體樹脂（預(yù)浸料）制成,，被用于設(shè)計(jì)和制造OWL 車身，從而成功將其重量減少55公斤,。傳統(tǒng)的太陽能汽車的太陽能電池板模塊位于可拆卸的車頂,，這些車輛需要通過在車輛中添加框架以確保拉伸彈性模（剛性）。然而,，OWL有著特別先進(jìn)的結(jié)構(gòu)——最少數(shù)量的框架和先進(jìn)的固定車頂,。其表面通過分離排列及在正交輔設(shè)層進(jìn)行單向（UD）層壓從而達(dá)到部分增強(qiáng)，以提高抗扭剛度,。
由前輪胎負(fù)載沒有車頂?shù)那岸�,，是加�?qiáng)OWL底盤和車身結(jié)構(gòu)剛度最關(guān)鍵的特征之一。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),，前部的組成包括T 型30毫米蜂窩帶狀疊層連接前支架（BHD）,、車身A柱和車頂?shù)那熬墸�以及表面由單向（UD）層壓CFRP制成的高拉伸模量前輥,。

6 Q* @; c1 J: C# COWL的部件

凹模通過銑床直接成型,。車身的下層主體具有最大的一體化結(jié)構(gòu)，以盡量減少后期處理與二次密合性裝配操作,，從而保障OWL具有超輕量底盤和車身,。模具的中間段是隧道式，可以減少模具的重量,，及保障在預(yù)浸料固化過程有效的傳熱條件,。
OWL的成型

OWL超輕量化的底盤和車身零件，包括擾流件和車門的制造,，通過剝離薄膜分層并且使用大型模具設(shè)備一體成型,。該技術(shù)有效地減少了零件之間的距離，也有助于減少阻力,。上層表面的疊層結(jié)構(gòu)由薄碳纖維構(gòu)成：t=0.12毫米/ 蜂窩狀:t=12.5毫米/碳纖維: t=0.12毫米,，而作為前面板仍保持足夠的剛性。在每個(gè)重要的點(diǎn)使用UD和t=30毫米蜂窩芯層疊,，以確保車輛的整體剛性,。
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車輛下部主體造型獨(dú)特，并兼具挑戰(zhàn)性,。下部和側(cè)部的壓模成型分別層疊高達(dá)80%,，并在層壓過程中相結(jié)合。這種技術(shù)可以使用敏感的層壓工藝，比如在開放的成型模具上操作零部件的分割,，并且減少模具結(jié)合后的層壓工藝,。
OWL的車門結(jié)構(gòu)

9 d4 ?5 e+ U5 Q1 P; T. q; FOWL的門鉸鏈為雙鉸鏈結(jié)構(gòu)。當(dāng)單軸鉸鏈連接于車輛內(nèi)時(shí),，門的操控會(huì)受到車輛主體的干擾,，而且較大的鉸鏈會(huì)影響駕駛位置。當(dāng)試圖有效地減少阻力時(shí),，對于附著在車輛外部的鉸鏈?zhǔn)遣豢赡艿�,。作為一個(gè)解決方案，通過使用小鉸鏈和雙鉸鏈,，以不干擾駕駛位置和車體,。
, w9 v" B/ q6 e  J  J多重鎖支持的車門不會(huì)令駕駛更輕便,，但如果門的剛性較低,，駕駛時(shí)會(huì)在風(fēng)壓下變形。通過多點(diǎn)鏈接管理車門有助于集成控制和操控車門,。

# q% A. d( I5 R7 EOWL斬獲所在組別的亞軍,，但贏得了世界太陽能車挑戰(zhàn)賽的最高行駛分?jǐn)?shù)。它徹底的低阻力車體和車身輕量化結(jié)構(gòu),，使其能夠高速,、高穩(wěn)定地行駛。這是得益于OWL 創(chuàng)新底盤和車身結(jié)構(gòu),。這種結(jié)構(gòu)也減少了意想不到的變化調(diào)整,，并有助于節(jié)能駕駛。

albert.tang

日本的工業(yè)設(shè)計(jì)將輕量化簡直做到了極致,，不論是轎車還是動(dòng)車高鐵產(chǎn)業(yè),。

未來第一站

日本強(qiáng)項(xiàng)。

面壁深功

最大的地方替代鎂鋁合金