碳纤维复合材料悬架控制臂轻量化设计研究

玻璃钢/复合材料 ›› 2019, Vol. 0 ›› Issue (8): 47-52.

碳纤维复合材料悬架控制臂轻量化设计研究

刘越,蒋荣超^*,刘大维,陈焕明

青岛大学机电工程学院,青岛266071

收稿日期:2019-04-15 出版日期:2019-08-28 发布日期:2019-08-28
通讯作者: 蒋荣超(1985-),男,博士,讲师,硕士研究生导师,主要从事汽车轻量化设计理论与应用方面的研究,jrch123@126.com。
作者简介:刘越(1995-),男,硕士研究生,主要从事汽车轻量化设计理论与应用方面的研究。
基金资助:
山东省自然科学基金(ZR2017PEE004);国家自然科学基金(51805286);山东省高等学校科技计划项目(J18KA048);青岛大学创新型教学实验室研究项目

LIGHTWEIGHT DESIGN OF CARBON FIBER REINFORCED PLASTIC SUSPENSION CONTROL ARM

LIU Yue, JIANG Rong-chao^*, LIU Da-wei, CHEN Huan-ming

College of Mechanical and Electronic Engineering, Qingdao University, Qingdao 266071, China

Received:2019-04-15 Online:2019-08-28 Published:2019-08-28

摘要/Abstract

摘要： 考虑到碳纤维复合材料(CFRP)轻质高强的特性,研究采用碳纤维复合材料替代钢质材料的悬架控制臂轻量化设计方法。基于等刚度原理设计碳纤维复合材料控制臂,并对比分析两种材料控制臂的结构性能,在此基础上,结合正交试验设计方法对碳纤维复合材料控制臂铺层进行优化设计。结果表明:与原钢质控制臂相比,碳纤维复合材料控制臂在满足刚度使用要求的前提下,减重48.32%,同时强度性能大幅提升,取得了较好的轻量化效果。

关键词: 等刚度原理, 碳纤维复合材料, 悬架控制臂, 正交试验设计, 轻量化

Abstract: Considering the lightweight and high-strength properties of carbon fiber reinforced plastic (CFRP), the lightweight design method of suspension control arm using carbon fiber reinforced plastic instead of steel was studied. The CFRP control arm was designed based on the principle of equal stiffness, and the structural properties of the two types of control arm were analyzed. On this basis, the orthogonal array design was used to optimize the stacking sequence of CFRP control arm. The results show that the carbon fiber composite control arm achieved a mass reduction of 48.32% compared with the original steel control arm under the premise of meeting the requirements of the stiffness. The strength performance of CFRP control arm was greatly improved. Moreover, the proposed method is proved to be effective for lightweight design of suspension control arm.

Key words: equal stiffness principle, CFRP, suspension control arm, orthogonal array design, lightweight

中图分类号:

TB332

刘越,蒋荣超,刘大维,陈焕明. 碳纤维复合材料悬架控制臂轻量化设计研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(8): 47-52.

LIU Yue, JIANG Rong-chao, LIU Da-wei, CHEN Huan-ming. LIGHTWEIGHT DESIGN OF CARBON FIBER REINFORCED PLASTIC SUSPENSION CONTROL ARM[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2019, 0(8): 47-52.

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