关键词：汽车承重梁材料;碳纤维布包裹;轻量化;强化;有限元分析
摘 要：【目的】采用轻质高强材料和优化设计工艺，降低汽车自重，提升性能和经济性。【方法】以汽车承重梁材料为研究对象，采用碳纤维布包裹工艺对其进行了轻量化和强化的处理，设置了无包裹，30°、45°、60°、90°包裹一层(90°为环形，其余为螺旋)以及30°、45°、60°、90°包裹两层共9组实验，并通过有限元软件ANSYS研究了碳纤维布包裹对芯棒的尺寸、质量和力学性能的影响规律。【结果】1)包裹工艺对芯棒尺寸和质量影响较小，不会显著改变轻量化特性；2)包裹工艺显著提升了芯棒的力学性能，包括拉伸和弯曲强度、模量和刚度；3)有限元模型有效模拟了包裹工艺对芯棒性能的影响，仿真与实验数据一致性高。【结论】通过优化碳纤维布包裹工艺，可提高工作质量及效率，实现轻量化和强化双重效果，为汽车轻量化设计提供了一种有效的方法。
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