（７）因材料自身阻尼较大，所以各种工况下其产生的噪 音均较小。减少了对环境的污染，改善了人机环境。
鉴于以上原因，可以说精密的FRP板簧应用前景非常好。
４、复合材料板簧的技术发展概况
现在，复合材料弹簧主要使用热固性塑料，特别是热 固性纤维增强塑料，也有使用热塑性塑料的，但数量不多。 从使用角度考虑，对弹簧材料性能的主要要求是： （1）变形能V值要大（即弹簧模量E值要小）。 （2）强度，特别是疲劳强度要大，寿命长。 （3）容易加工成型。
复合材料板簧
北京玻璃钢研究设计院 北京中材汽车复合材料有限公司 2010年6月
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国内外复合材料板簧的研究及应用状况 复合材料板簧应用实例 复合材料板簧应用的意义 复合材料板簧的技术发展概况
1、国内外复合材料板簧的研究及应用状况
由于塑料弹簧具有钢制弹簧难以取代的优点，因此美、 英、日等国竞相开展研制，取得了不少研制成果，并已批 量投入实际应用。它的发展大体经历了三个阶段。 1970年以前为原理性实验探索阶段。在这一阶段， 发表的应用理论分析文章和阶段性研制报告比较多。在此 期间，由于适合于工程应用的热固性塑料尚处在早期发展 阶段，工程塑料弹簧的研制遇到许多问题，如材料的耐温 性差、硬度低不耐磨、价格高、难以制成广泛的螺旋弹簧， 加之设计程序，加工设备和工艺参数都遇到一些有待解决 的新问题，因而延缓了塑料弹簧向实际应用的进程。
３、复合材料板簧应用的意义
采用复合材料板簧，与传统的金属板簧相比，最明显 的优势就是减重效应，由于复合材料的可设计性强且密度 小，同等性能的替代产品一般可减重均在50％以上。通过 选用不同材料及优化设计，减重比例甚至可以达到70％以 上，这也是目前其它部件优化过程中非常少见的减重优势。
３、复合材料板簧应用的意义
２、复合材料板簧应用实例
火车上的应用
２、复合材料板簧应用实例
火车上的应用
３、复合材料板簧应用的意义
减轻汽车重量对汽车的发展具有特殊重要的意义。减 轻汽车自重，不仅可以减少原材料的消耗，降低汽车的成 本，还可以显著降低汽车能源消耗量，减少有害气体的排 放，提高汽车的动力性能。研究表明，汽车质量每减小10 ％，可降低6％∼8％的油耗。据相关资料，汽车质量每减 小50kg，则每升燃油行驶的距离可增加1km；若质量减小 10％，则燃油经济性可提高5.5％左右。减轻车辆自重， 实现轻量化设计已成为当今汽车发展的趋势之一。
３、复合材料板簧应用的意义
（4） 全寿命费用（Cycle life Cost）合理。FRP板簧与高 档次钢质板簧相比成本较低加上重量轻，节约燃料和维修 方便等原因使车辆使用费用更加降低。 （5） 部件简化，重量轻，拆装操作更简便容易。 （6） 相同荷载能力下，复合材料板簧的弹性行程可以设 计得更大（可设计性），舒适性更好。
1、国内外复合材料板簧的研究及应用状况
1980年以前为实用化研制阶段。在这一阶段，由于塑 料工业的发展，耐温、耐磨和价格合理的纤维增强塑料 （FRP=Fiberglass Reinforced Plastics）研制成功，加之 汽车设计向小型化和轻型化方向发展，特别是石油危机以 来，为了减轻汽车配件重量，节约燃料，汽车厂商积极开 展塑料板簧一阶段的突出研制成果是FRP板簧在美国投入实际应 用。
1、国内外复合材料板簧的研究及应用状况
1980年至今为实际应用稳定发展阶段。继美国之后， 英国纳铁福复合公司（GKN COM—Posites）在Telford新 厂内建成了年产五十万套FRP板簧生产线，1985年已开始 大量生产，在西欧居于领先地位。八十年代末，复合材料 板簧在美国也正式投入商业化生产，广泛应用于重型卡车 和牵引车上，重量仅为钢材板簧的1/3； 复合材料弹簧投入实际应用的数量和范围都在稳步发 展。
Columbia, Century Peterbilt 彼得比尔特
２、复合材料板簧应用实例
重型罐车的应用
２、复合材料板簧应用实例
重型卡车上的应用
２、复合材料板簧应用实例
后驱轿车上的应用
轿跑车上的应用 后轴横置
后轴顺置
２、复合材料板簧应用实例
跃野车上的应用
２、复合材料板簧应用实例
前轴横置单簧
FRP板簧与钢制板簧相比较，具有如下优点：
（1）容易制作成变厚度截面的板簧，材料利用合理且减轻 了重量。某载重汽车的FRP板簧比等效钢制板簧减轻50%， 比等效多叶钢制板簧减轻65%。具体如：在某轻型汽车上 减轻了25公斤。在某38吨绞车上减轻达500公斤。 （2）“安全断裂”提高了可靠性。汽车严重超载时， FRP板簧沿长度方向分层开裂，虽然结构基本破坏，刚度 大大降低，但仍可使车轴基本保持原位，可使空载汽车能 安全开到修理厂。 （3） 疲劳寿命高。超过钢制多叶板簧约2-10倍。
４、复合材料板簧的技术发展概况
加工工艺性 热固性复合材料板簧产品可以实现一次成型，其成型 工艺性和钢近似。 热塑性的工艺性好，容易成形，生产率也高，但机械 性能不如热固性塑料。 纤维增强复合材料同时还具有重量轻（比重为1.0—
用于制作弹簧的热固性和热塑复合材料性能均满足以上要 求，目前的复合材料板簧的承载能力可达每轴10吨以上。
４、复合材料板簧的技术发展概况
关于变形能 热固性纤维增强塑料的V值比一般金属都大，可与弹簧钢 相比 关于复合材料的强度和疲劳强度
以环氧树脂为胶粘剂的热固性塑料为例，其抗拉强度可在 400-1000MPa间按要求设计。一般的玻璃纤维增强环氧 （GFRP）的疲劳寿命均达50万次以上，而碳纤维增强环 氧（CFRP）的疲劳寿命更可达100万次以上。
２、复合材料板簧应用实例
复合材料板簧已经在全球诸多汽车厂商得到大量应用， 如通用、福特、 戴姆勒克莱斯勒、 依维柯 、康沃斯、 彼 得比尔特、国际卡车公司等。
厂商 车型 厂商 Kenworth 康沃斯 车型 T600, T800 385, 387
International 9100i, 9200i, 9400i 国际卡车 Freightliner 莱纳卡车