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第1章 塑料在汽车设计领域的应用简介1

1.0概述1

1.1汽车工程轻质化塑料1

1.2汽车外部的塑料应用3

1.2.1聚合物的注射成型4

1.2.2纺织材料增强型塑料6

1.3前景展望6

参考文献6

第2章 汽车相关概念和轻质化设计8

2.1车体塑料应用的增长：机遇与挑战8

2.1.1轻质材料的现状8

2.1.2未来的汽车法规和市场需求10

2.1.3刚性元件的轻质化结构13

2.1.4塑料作为结构材料的使用15

2.1.5塑料和不锈钢的竞争16

2.1.6声音效果17

2.1.7小结19

参考文献20

2.2未来汽车设计和生产中的车身结构上的塑料应用20

2.2.1概述20

2.2.2结构塑料23

2.2.3车体的装配23

2.2.4福特汽车公司的SMC27

2.2.5汽车回收处理的意义29

2.2.6小结32

2.3宝马6系中的塑料轻质设计32

2.3.1能节省重量并能增加碰撞安全性的材料混合32

2.3.2塑料侧板的相关要求33

2.3.3塑料侧板的使用标准33

2.3.4材料要求35

2.3.5元件设计的生产要求37

2.3.6生产和装配过程38

2.3.7前景展望以及未来的相关要求41

参考文献42

第3章 材料概念和加工技术43

3.1塑料工程在汽车外形的应用43

3.1.1概述43

3.1.2发展历史43

3.1.3热塑性塑料的加工工艺方法和应用45

3.1.4聚氨酯的加工工艺和应用48

3.1.5计算机辅助工程（CAE）50

3.1.6前景展望51

参考文献53

3.2未来汽车用塑料——看得见的贡献：显而易见的成就53

3.2.1概述53

3.2.2创新性的工艺方法54

3.2.3将不可能变成可能：纳米技术的使用55

3.2.4将虚拟变成现实：模拟技术的应用57

3.3从运动赛车到轿车系列的碳纤维增强型塑料（CFRP）——技术转型面临的机遇与挑战59

3.3.1概述59

3.3.2 CFRP从运动赛车到公路汽车应用的过渡60

3.3.3 CFRP目前的应用60

3.3.4发展趋势的深入关注61

3.3.5挑战62

3.3.6机会65

3.3.7前景66

参考文献68

3.4 SMC技术的进一步发展68

3.4.1使用SMC的原因68

3.4.2通向优质SMC之路69

3.4.3 SMC技术轻质化的潜力71

3.4.4 SMC材料应用的展望74

3.4.5致谢75

3.5应用于外部件离线喷漆的可降低线性热膨胀的新型TPO化合物等级75

3.5.1概述75

3.5.2要求和基本条件75

3.5.3分析和数值模拟技术77

3.5.4新型TPO的等级和属性以及与其他热塑性材料的比较78

3.5.5零件测试结果80

3.6车身的轻质化——在中空部分使用泡沫结构82

3.6.1概述82

3.6.2生产的实际要求84

3.6.3材料体系的选择85

3.6.4工艺条件及其实现87

3.6.5展望89

参考文献89

3.7车身材料由白变黑89

3.7.1概述89

3.7.2 SLR中的FRP制造技术90

3.7.3预浸技术（传统技术和RFI）91

3.7.4预成型技术91

3.7.5小结95

3.7.6致谢95

3.8适用于结构模块的革新型制造工艺95

3.8.1概述95

3.8.2结构部件生产技术演变96

3.8.3新应用的发展97

3.8.4新工艺和设备技术的潜力100

参考文献102

3.9未来汽车工业注射成型的技术革新103

3.9.1概述103

3.9.2工艺技术的革新领域103

3.9.3当前注射成型领域的工艺创新112

参考文献122

第4章 建模和快速原型成型124

4.1汽车制造中原型模型制作新技术——原型组件要求和应用实例124

4.1.1客车发展124

4.1.2原型成型要求126

4.1.3供应商的选择129

4.1.4示例130

4.1.5小结134

4.2高效汽车开发中塑料组件的快速原型成型135

4.2.1概述135

4.2.2快速原型成型的重要性135

4.2.3快速原型成型的定义136

4.2.4快速原型成型、快速加工、快速制造的一些区别138

4.2.5作为内部快速原型成型服务提供者的原型组装部门138

4.2.6成型组装部门的系统和应用140

4.2.7展望141

参考文献142

4.3短玻璃纤维增强的热塑性材料的疲劳寿命计算142

4.3.1概述142

4.3.2循环载荷下的材料行为142

4.3.3疲劳寿命的计算估计的公式144

4.3.4计算实例146

4.3.5小结和展望150

参考文献151

4.4由短玻璃纤维增强的塑料制成的零件的工作寿命的计算评估152

4.4.1概述152

4.4.2初始状况与目标152

4.4.3理论分析153

4.4.4估计工作寿命的方法157

4.4.5实验研究158

4.4.6零件与零件测试162

4.4.7小结和进一步的结果163

4.4.8感谢164

参考文献164

4.5用于碰撞模拟中的热塑性塑料的图示数据166

4.5.1概述166

4.5.2裂纹计算的输入数据166

4.5.3模拟中非线性行为的代表167

4.5.4纤维增强热塑性塑料169

4.5.5材料数据和材料模型的验证170

4.5.6失效分析171

4.5.7展望171

参考文献171

第5章 连接172

5.1汽车结构上的黏合连接172

5.1.1概述172

5.1.2组装黏结172

5.1.3机构中的粘贴连接173

5.1.4测试、开发与定尺寸177

5.1.5小结和展望179

参考文献179

5.2在金属车体结构中整体纤维复合塑料的连接技术179

5.2.1概述180

5.2.2车体结构的质轻设计180

5.2.3混合铝-FRP设计的连接技术181

5.2.4案例：带有FRP结构组件的奥迪A2188

5.2.5小结与展望189

参考文献189

5.3汽车车身黏结190

5.3.1黏结——通常是唯一可行的连接技术191

5.3.2满足SMC组件最高要求的新黏结剂193

5.3.3化学触变黏结剂195

5.3.4小结196

参考文献196

5.4热反应连接197

5.4.1前灯连接197

5.4.2该技术的现状197

5.4.3市场要求与期望198

5.4.4精益生产的可行性198

5.4.5操作强度的影响200

5.4.6泵及生产应用系统202

5.4.7在系列化生产中的应用203

参考文献203

第6章 案例研究——设计、生产、性能204

6.1结构和车身面板204

6.1.1汽车制造中的薄膜技术比较204

6.1.2混合车辆后挡板：用热固性材料和热塑性材料做车辆后挡板最合适215

参考文献224

6.1.3在车外表面上在线喷涂塑料材料的试验224

参考文献230

6.1.4塑料车身组件在现代客车上的应用230

6.1.5驾驶室车身板和部件：从热固性材料到热塑性材料239

6.2车辆前端模块、缓冲零件、安全理念249

6.2.1用于行人保护的热塑性下保险杠加强杆的开发249

参考文献260

6.2.2塑料件的碰撞模拟分析261

参考文献268

6.2.3 SLR碰撞单元：从理念到批量生产268

6.2.4热塑性缓冲盒276

6.3顶盖组件、硬顶285

6.3.1顶盖组件：新Opel Zafira的例证285

6.3.2 SMC制造的Z4跑车的硬顶——在含碳法规背景下的由热固性材料制成的自支撑汽车零件295

参考文献302

6.3.3宝马6系列汽车的新型声学优化可折叠顶棚302

6.3.4用SMI技术制造的商业用车的顶部设计309

参考文献321

6.4汽车玻璃321

6.4.1汽车的有机玻璃321

6.4.2聚碳酸酯汽车玻璃：汽车工业的要求和解决方案328

参考文献338

6.4.3塑料汽车玻璃338

参考文献345

6.5声学和空气动力学345

6.5.1空气声学的发展对汽车的特殊要求345

参考文献355

6.5.2汽车底板覆盖层的模压成型技术LWRT355

参考文献359

6.5.3公车上的噪声减少涂层：Mercedes Benz Citaro359

参考文献371

附录372

A与塑料零件相关的网站372

B用于汽车中的塑料375

C塑料缩写376