該項目研發的B柱，在設計上滿足車輛的結構和碰撞安全性要求（如FMVSS 214側面碰撞試驗），采用熱塑性復合材料生產制造，與相對應的熱固性部件相比具有諸多性能優勢（如可回收、方便連接、延伸率超過60%、韌性優異、吸能性好等），且具有提高碰撞性能的潛力。該項目創新性地提出了能使碰撞性能最大化的側面沖擊碰撞概念，同時對市面上常見的熱塑性復合材料進行了相關性能表征，并建立了恰當的材料模型，同時對碰撞過程的能量吸收機理進行了評價。

 

　　該項目B柱采用注塑成型工藝將裁剪好的碳纖維織物進行壓制成型，為了得到理想的吸能性能、剛度和強度，該項目對工藝過程進行了改良。

 

　　UD-CCM表示，工程化預研工作深入各個層級，從試樣到組件再到全尺寸，一路指導著材料的選擇。 同時，CAE軟件工具還可以對大到整車、小到零部件進行模擬，對安裝過程進行測試，同時對可加工性和結構碰撞性能進行優化。組件和B柱采用沖壓和灌注成型工藝生產，具有一定的可擴展性，以適應汽車工業的生產效率。UD-CCM采用大型落塔來驗證模擬過程和真實環境中復合材料B柱側面沖擊碰撞性能的可靠性。

 

　　為了強化B柱的吸能特性（韌性）、剛度和強度，同時保持部件的生產效率和車輛的完整性，BMW公司通過對整車碰撞進行模擬，證實了B柱的性能優勢，及其對設計和完整性要求的滿足。UD-CCM進行了材料選擇與評價、復合材料設計、分析與碰撞模擬、工藝開發和制造（工具、部件制造、剪裁）、全尺寸裝配和高能沖擊測試等一系列研究。該項目成果證明連續碳纖維增強熱塑性復合材料的設計、材料、工藝和連接技術，處于4-7級技術水平，滿足汽車工業的生產需要和政府的安全性要求。

 

該項目取得的關鍵技術成果：

 

1、成功制造了熱塑性復合材料B柱，在滿足FMVSS 214側面碰撞實驗指標要求的前提下，比相應的金屬部件減重60%。

 

2、采用最先進的CAE軟件工具對整車及部件的沖擊性能進行了模擬和評價。

 

3、開發了新的成型工藝，采用灌注和熱壓成型工藝對復合材料進行生產制造，成型周期2min。

 

4、開發了不同熱塑性樹脂基體和鋼材界面的粘接技術。

 

5、開發了熱塑性復合材料部件的自動化裁剪技術，并對復合材料結構性能進行了無損表征。

 

6、設計了新型測試夾具，并組裝到UD-CCM的高能沖擊塔上進行了側面沖擊碰撞模擬實驗，避免了整車結構的破壞。

 

7、成功完成了多組分全尺寸組裝B柱在FMVSS 214標準實驗下的沖擊測試。

 

8、復合材料B柱滿足所有車輛部件裝配的侵入性安全性要求。

 

9、所有的復合材料B柱都表現出了回彈和反彈過程的結構完整性，完全可以抵抗568.80kg的沖擊外力。

 

10、將沖擊測試的模擬結果與實驗數據進行對比，對預測方法進行了驗證。

 

11、研究結果證明連續碳纖維增強熱塑性復合材料的韌性和吸能特性得到了提高。