西门子复合材料轻量化技术的仿真挑战.pdf
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复合材料轻量化技术的仿真挑战
——西门子高级复合材料仿真解决方案
叶枭 西门子工业软件（北京）有限公司复合材料工程师 Tel：010-85203819
张旗利 西门子工业软件（北京）有限公司产品经理
复合材料轻量化技术背景
在全球对于环境保护和不可再生能源可持续利用的认识不断提升的大背
景下，各国纷纷制定了史无前例严格的燃油经济性和排放法规（见图1）。
美国的CAFE标准（Corporate Average Fuel
Economy，企业平均油耗标准）规定汽车企业油耗在2015年达到35.5mpg，2025年
达到54.5mpg（合百公里油耗23.2升）。欧盟要求到2020年乘用车的二氧化碳排放
从当前的130g/km降低到95g/km的水平。而我国的乘用车燃料销量第四阶段标准
也在今年的1月1号开始生效。
图1 奥巴马政府大幅提升企业平均油耗标准（CAFE）[1]
面对这些异常严苛的政策，国内外车企纷纷从发动机、变速器、车轮/轮胎
、整车等方面加力汽车节能减排技术的研发。根据美国Aberdeen集团的市场调研
，48%的被调研企业认为轻量化是满足标准的首要手段也是最大难点，高达88%
的车企则已经开始或将要开展新材料战略。
复合材料在汽车行业的应用与挑战
在各种候选材料中，复合材料由于其质量轻、强度高、可设计性好、便于
整合零部件以及其耐冲击、腐蚀、疲劳耐久性性能好，获得了很多车企的青睐。
目前汽车上的很多零部件，比如保险杠、仪表板、前围、挡泥板、行李架、备胎舱
等等已经是复合材料了。这些结构主要是基于GMT（Glass Fiber Mat Reinforced
Thermoplastics，玻璃纤维增强塑料）、LFT（Long Fiber Reinforced
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