碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有各向異性、拉壓不對(duì)稱性和應(yīng)變率效應(yīng)等性質(zhì)，有關(guān)其理論與應(yīng)用的研究報(bào)道較為廣泛。通常對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料方管進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)，分析了方管幾何形狀、纖維體積分?jǐn)?shù)和應(yīng)變率等對(duì)其壓潰性質(zhì)、吸能特性的影響；使用數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)不同的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，證實(shí)了失效準(zhǔn)則的選取對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的性能預(yù)測(cè)結(jié)果具有重要影響。但是，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用于車身結(jié)構(gòu)耐撞性的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究還較少。運(yùn)用多尺度方法得到碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的本構(gòu)模型并設(shè)計(jì)了滿足耐撞性要求的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料電動(dòng)汽車車身骨架，從而大幅降低了車身質(zhì)量。

 

       保險(xiǎn)杠系統(tǒng)是汽車低速碰撞時(shí)的主要承載和吸能構(gòu)件，對(duì)保護(hù)汽車其他零部件和乘員安全起著至關(guān)重要的作用，使用高強(qiáng)度片狀模塑料復(fù)合材料（ＳＭＣ ）替代原保險(xiǎn)杠零件的鋼材料，基于仿真分析對(duì)ＳＭＣ保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)進(jìn)行厚度優(yōu)化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在保證耐撞性的基礎(chǔ)上保險(xiǎn)杠質(zhì)量較原高強(qiáng)度鋼保險(xiǎn)杠下降了２９％ ；綜合考慮耐撞性與成型工藝要求設(shè)計(jì)了一種鋁合金保險(xiǎn)杠，通過(guò)中心復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)與自適應(yīng)響應(yīng)面方法對(duì)保險(xiǎn)杠橫梁壁厚進(jìn)行了優(yōu)化．使用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料設(shè)計(jì)保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮復(fù)合材料的特性與保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)的可制造性和安全技術(shù)規(guī)范。

 

       有研究針對(duì)某款電動(dòng)汽車保險(xiǎn)杠輕量化設(shè)計(jì)的要求與結(jié)構(gòu)的可制造性，設(shè)計(jì)了一種整體式碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料保險(xiǎn)杠，并以保險(xiǎn)杠系統(tǒng)質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)，采用仿真分析方法，通過(guò)拉丁超立方采樣方法近似建模技術(shù)與遺傳算法對(duì)保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期為碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基（ ＣＦＲＰ ）復(fù)合材料保險(xiǎn)杠輕量化設(shè)計(jì)提供借鑒。有研究，通過(guò)對(duì)碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料的準(zhǔn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試，完成了材料本構(gòu)建模．針對(duì)某款純電動(dòng)汽車保險(xiǎn)杠的輕量化設(shè)計(jì)要求與可制造性，設(shè)計(jì)了一種整體式碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料汽車保險(xiǎn)杠，并在有限元法仿真的基礎(chǔ)上，以耐撞性為約束對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。