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2020 Corvette C8复合材料零部件案例介绍一添加时间:2020-08-13 08:39
  

【轿车利来开户资料网】通用轿车公司备受等待的第八代雪佛兰CorvetteC8自2019年7月18日正式发布以来一向备受赞誉,已于本年初开始商业化出产。这款车是真实由多种资料、多种工艺制成的。一系列新颖且具有立异含义的复合资料运用令人形象深入。咱们将分2期为您介绍。

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The eighth-generation Chevrolet Corvette — all eight generations (C1-C8) shown above, left to right resPEctively — from General Motors Co. started production earlier this year. This mid-engine sports car is not only impressively fast, and the most composites-intensive Corvette yet, but it features an array of genuinely innovative composites applications. Source | General Motors Co.

一、中置发动机规划(mid-engine vehicle)

全球克尔维特通用轿车履行总工程师Tadge Juechter表明:"咱们在功能上尽了最大的尽力研发了前置发动机架构,而转向中置发动机规划(mid-engine vehicle)是下一步作业,然后改进一辆现已十分超卓的轿车并将其成为细分商场的领导者。"。装备Z51功能套件的2020 Corvette Stingray能够在2.9秒内加快0-60英里/小时(0-97公里/小时),并到达194英里/小时(312公里/小时)的最高车速。

将发动机面向车辆后部会带来许多影响,包含轿车的重心、乘员的相对方位、变速箱的方位以及车身底板和行李箱的规划。中置发动机规划还为轿车的新区域带来了更高的作业温度和噪音。

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Design results of the mid-engine Corvette. Source | Sue Kraus

为应对这些改动,保证供货商能够出产零件,出产车间能够在Bowling Green (通用轿车坐落肯塔基州的Corvette装置厂)进行装置,最终,从C7的车身到C8仅有保存的是为2016 Corvette开发的增韧的A级、1.2比重(SG)片状模塑料(SMC)。该资料首要用于新车的各种外部密封件中。

二、车辆结构(Vehicle architecture)

四代(C5-C8)Corvettes都具有三层、多种资料的车身结构:

  • 车架(frame),通常是铝或钢的混合结构,新一代Corvettes C8增加了碳纤维增强复合资料(CFRP)零件;
  • 车身结构(body structure),首要是粘合复合资料,以运用规划和制作的灵活性;
  • 车身面板(plus bolt-on closeouts):自从1953年6月Covette初次露脸以来,就现已选用复合资料制成的关闭式车身面板。

这种分层的混合结构不只能够在高产量下供给可接受的轻量化,尤其是关于这种功能等级的轿车,还能够以较低的东西出资来出产多种车型。

实际上,关于当时的C8,通用轿车仅运用20种东西就能够出产在根本模型的双门轿跑车和敞篷车上一切的A级复合资料车身面板。

Corvette的每项工程都应着打造最坚固的根底,以改进悬架和转向功能。关于新的克尔维特,GM获得了更高的刚性。除掉车顶,C8车身比基准的高功能中置发动机竞争对手车型高53.78%,比C7高13.79%。两个复合资料零件对车辆的刚度做出了重要奉献:一个直接衔接到车架结构的后保险杠横梁,另一个衔接到车身的关闭的下通道衔接处(lower tunnel closeout)。

三、车架结构(frame structure)

C8的车架首要选用铝合金资料,而且规划人员开发了一个CFRP零件,以满意通用轿车严厉的每公斤价格方针。比较之下,C7结构为全铝结构,而C6大部分为钢制结构。

共同的CFRP后保险杠梁是仅有向接装置在车架上并与白车身(BIW)一同经过电泳防锈涂层工艺的复合资料部件(通用轿车将其称为ELPO)。这部分有助于加强车架并有助于进步后磕碰功能。

它的曲折造型——要归功于TTI公司开发的一种名为"半径拉挤成型"的新颖工艺,该工艺使它能够匹配后部造型并适用于有限的包装空间

作为轿车行业的第一个曲折拉挤零件,空心两腔梁由Shape Corp.公司在TTI开发和制作的设备上出产。该CFRP后保险杠梁仅重1.3千克,并具有可拉力25千牛顿的粘合/螺栓衔接的拖钩装置孔(a bonded/bolted tow-hook eye)。与上一代Corvette所用的金属惰性气体(MIG)焊接铝揉捏件比较,减轻分量60%以上。

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An auto industry first, the 2020 Corvette sports a curved rear bumper beam in pultruded carbon fiber composite produced with 87 individual carbon tows and eight carbon fiber non-crimp fabrics (NCFs) impregnated with polyurethane-acrylate resin. The hollow, two-chambered beam is 66% lighter than the outgoing aluminum beam and met GM's demanding dollar-per-kilogram targets. Source | Shape Corp.

四、车身结构:复合资料运用事例介绍

实际上,C8的一切车身结构部件都是复合资料,而且在结构经过ELPO工艺处理之后被粘结和/或螺栓固定到车架上。在此值得注意的复合资料零件包含结构性车身底部关闭件和地板(咱们将在本期中介绍)以及前行李箱、后行李箱、感应风道等(咱们将在下期中介绍)。

4.1 混合复合资料下部通道关闭件

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This hybrid-composite, lower-tunnel closeout is produced using a variant of liquid compression molding. It eliminated secondary attachments, lowered mass by 3 kilograms and reduced labor, tooling and capital costs vs. aluminum. Source | SPE Automotive Div.

这种混合复合资料的下部通道关闭件是运用液体紧缩成型的变体出产的。与铝比较,它去除了辅佐附件,分量减少了3公斤,并减少了人工、东西和本钱本钱。

C8上的可移动式复合资料下通道结构关闭对车辆的改变刚度奉献超越10%,并在磕碰时充任首要的载荷途径。这种混合复合资料面板由三层玻璃纤维预制件组成。它们由纤维体积分数(FVF)为38%的接连/织造和短切/随机纤维组成,并在每叠的顶面和底面层添加了面纱(face layers),以改进表面光洁度。玻璃纤维预成型件与运用Toray的T700 12K规范模量碳纤维制成的两层预成型件交织,NCF双轴织物的方式为FCF为21%的NCF和乙烯基酯(VE)基体。该关闭件是由模制玻璃纤维公司MFG运用其专有的PRiME(保证制作卓越性的预定位增强)工艺出产的,该工艺是液体紧缩成型(LCM)的一种。

4.2 "漂浮"SMC车底板

除了作为发动机支架一部分的后轮邻近的单个铝制收口处之外,其他的车底板均由压模SMC或注模热塑性塑料组成。这些面板除其他长处外,还减少了车身底部的紊流和阻力,进步了燃油功率,并隔绝湿气、尘埃和碎石进入车辆的发动机和传动系统。此外,它们为多个外部和内部接口供给了根底。

低密度但结构化的SMC面板选用MFG开发的新配方(40%FVF短切玻璃纤维/不饱和聚酯(UP)树脂)。该资料称为"漂浮"SMC,由于每个面板的密度小于1.0(均匀SG = 0.97),因而能够漂浮在水中。MFG在轿车上出产了一切结构性SMC和LCM零件。

An important contributor to vehicle lightweighting on the C8 is the extensive use of "float" SMC. With specific gravity values less than 1.0, this low-density but structural SMC developed by MFG is used in a variety of non-Class A parts, including underbody panels, the dash panel, air-induction ductwork and the front trunk. Source | Molded Fiber Glass Co.

4.3 SG混合资料地板

该车辆还装备了混合资料地板,该混合地板经过了优化,可进行扭弯和侧杆磕碰维护(与衔接的门槛板和地道接合)。地板镶板的特点是将面向机舱的冲压铝粘合到经过PRiME工艺出产的1.5-SG复合板材(60 wt%的接连玻璃纤维/ VE玻璃纤维)上。再运用Ashland Global Holdings Inc.的Pliogrip 9100聚氨酯结构粘合剂对两层进行热粘合之前,MFG会对资料进行清洁。

直接粘合到C8车架的一切复合资料零件都首要饱尝激光烧蚀,这是由GM,MFG和Ashland Global Holdings Inc.针对2016年Corvette开发的工艺过程,并选用了复合资料工业办法模具清洗。激光烧蚀替代了手艺打磨,减少了人工、时刻和本钱,消除了尘埃,并进步了可重复性。可为每个零件的资料和几许形状定制激光途径、迎角(angle of attack)和能级。为了最大程度地进步制作灵活性,整个底部(包含地板)都经过粘接和螺钉衔接到车架及其自身。

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