據(jù)外媒報(bào)道，太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL）的研究人員正在研發(fā)一款預(yù)見性軟件工具，旨在預(yù)判其材料結(jié)構(gòu)并降低碳纖維材料的生產(chǎn)成本。

多家車企積極致力于提升車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。據(jù)美國能源部透露，輕量化或許是一條可行的途徑。若將車重減輕10%，車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性就能提升6%-8%。

碳纖維無疑是最有前景的一款輕量化材料，許多車企希望用其替代車用鋼材。相較于傳統(tǒng)材料，碳纖維不僅分量輕，還能提供更高的設(shè)計(jì)自由度，打造各種外觀與結(jié)構(gòu)。

然而，碳纖維復(fù)合材料仍面臨諸多挑戰(zhàn)。PNNL的材料科學(xué)家兼研究組負(fù)責(zé)人Leonard Fifield博士正致力于解決研發(fā)可預(yù)見性工程設(shè)計(jì)工具，欲利用該工具設(shè)計(jì)新款經(jīng)濟(jì)型輕量化車用復(fù)合材料。

該研發(fā)團(tuán)隊(duì)匯集了豐田、PlastiComp、Autodesk、伊利諾伊大學(xué)、普渡大學(xué)、Virginia Tech等多家機(jī)構(gòu)的專業(yè)人士。該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了多款軟件工具，可成功預(yù)判復(fù)雜碳纖維熱塑零部件的纖維取向（fiber orientation）及長度分布（length distribution）。

該工具使車企及零部件設(shè)計(jì)師門能夠更快地體驗(yàn)和探索新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念。研發(fā)人員將模擬軟件對(duì)碳纖維材料作出的屬性預(yù)判與纖維模壓（molded fibers）的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，從而驗(yàn)證軟件及建模的精確性。他們發(fā)現(xiàn)，該軟件對(duì)纖維長度的分布預(yù)判結(jié)果極高，對(duì)纖維取向的預(yù)判精度也高達(dá)88%。

PNNL發(fā)現(xiàn)，碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（carbon fiber reinforced polymer composite）技術(shù)或能為車身減重20%以上。然而，相較于鋼材，該材料的生產(chǎn)成本是前者的10多倍。

研究人員目前致力于降低碳纖維成本，從而縮減生產(chǎn)周期并降低碳纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的生產(chǎn)成本。若采用該款預(yù)見性軟件，或?qū)⒋蠓档蜕a(chǎn)成本，為未來車用碳纖維材料的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。此外，研究人員還需要提升該款預(yù)見性軟件工具的性能。

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