复合材料尾门设计应用趋势研究

刘晶，库才旗，彭丹，张静

(上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007)

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节能、环保已然成为21世纪汽车工业发展的必然趋势，汽车轻量化是实现节能环保的有效途径，复合材料在汽车轻量化的进程中起到了重要作用。世界铝业协会的报告指出，汽车的自身质量每减少10%，燃油的消耗可降低8%[1-2]。传统普通钢板车身结构通过结构优化设计和采用高强度钢板一般可以减重10%以上，采用全铝车身可以实现25%以上的减重效果，而使用纤维增强塑料复合材料可以达到50%以上的减重效果。现有汽车尾门大多采用钣金冲压焊接成形，零部件数量多，质量大，造型自由度低[3]。塑料复合材料因其密度低、比刚度、比强度高，广泛用于汽车轻量化，近年来出现了众多轻量化的塑料尾门，与传统汽车钣金尾门相比具有以下优势：

(1)轻量化：通过使用纤维增强材料替代传统钢质材料，同时考虑塑料尾门零部件整体集成优化可减轻30%～50%以上质量(5～8 kg)[4]。另外，汽车质量降低可带来良好的用户体验：油耗降低/续航里程增加，加速性能提升，开闭尾门的操作力减小等。

(2)造型新颖：由于纤维增强材料厚度可变，造型自由度高，选用传统材料可能无法制造出的外观造型能够得到实现。塑料尾门复杂的造型曲线以及时尚靓丽的外观能够满足用户对汽车造型越来越高的要求[5-6]；

(3)集成化：采用塑料尾门使得尾门的零部件个数减少，尾门接口和缝隙去除，增强尾门部件的一体感；此外，采用塑料尾门可提高制造效率：冲压车间不再需要冲压；……