為滿足日益嚴格的排放法規(guī)及客戶對延長電動車續(xù)航里程的要求，全球汽車行業(yè)正在加緊推進實現減重目標。
通過選出一種量產的鋼懸架部件來對其進行重新設計，以將其作為一種可制造的復合材料輕量化部件，福特汽車公司啟動了開發(fā)周期。
所選出的部件呈現出了“最小剛度與最大剛度”、“屈曲指標與強度指標”等彼此矛盾的要求。
對這一特殊的非彈簧支撐部件的減重，可提升彈簧和阻尼器的相對有效性，從而改善乘員的舒適性和駕駛員的操作性。
這一新開發(fā)的復合材料部件已證明適用于高性能的C級汽車。
這一成功的故事，是由Innovate UK部分資助的一個為期兩年的項目以及由包括福特汽車公司、Gestamp、WMG、華威大學和GRM Consulting公司在內的一群組織實施的結果。
該項目的名稱為“復合材料輕量化汽車懸架系統(tǒng)（簡稱‘CLASS’）”。
復合材料技術已不可阻擋地從學術研究和航空工業(yè)進入到了主流汽車工程實踐之中，以抵消電動汽車和自動駕駛汽車固有重量的增加。
對于主流汽車行業(yè)整體而言，復合材料性能的復雜性仍然是有待克服的挑戰(zhàn)性問題。
雖然大量的研究一直致力于從工業(yè)和學術兩個層面上去理解復合材料，但對復合材料的性能進行預測的藝術尚處于初級階段。
在為賽車的碳纖維結構開發(fā)預測工具方面，GRM Consulting公司擁有幾十年的經驗積累。通過避開傳統(tǒng)的方法，以及減少所需的力學測試的數量，該公司對此項目作出了重大貢獻。
利用VR&D Genesis有限元分析和設計優(yōu)化軟件，GRM Consulting公司采取了一種基于優(yōu)化的方法來降低成本，縮短工程時間，同時又不影響性能。
對于滿足強度、剛度和屈曲載荷要求的無窮多種纖維取向的組合，需要了解機構的失效點。為此，WMG、華威大學運用他們對材料行為的廣泛理解以及最先進的制造單元，令汽車底盤制造的全球領先者Gestamp公司在設計部件以滿足必要的功能性要求方面發(fā)揮了重要作用。
在該項目兩年的開發(fā)過程中，這種復合材料部件的設計，從單一材料部件發(fā)展到了多種材料的設計，從而給制造和優(yōu)化團隊帶來了挑戰(zhàn)。
從書中了解的初步信息表明，復合材料輕量化轉向節(jié)的構思，可由單一一種材料即片狀模塑料（SMC）實現。
然而，長期的工程時間表最終導致設計工程團隊轉向采用多種材料系統(tǒng)：預浸料層賦予了其所在之處所需的平面力學性能，SMC 的包覆成型則允許實現復雜的幾何細節(jié)和面外剛度。
這種單軸和雙軸預浸料結合SMC的方法，意味著這種復合材料部件能夠達到力學強度、剛度和屈曲目標。
其他的設計挑戰(zhàn)表明，在不影響制造而保持此設計概要的同時，必須引入更多的創(chuàng)新。
在做了廣泛的仿真和試驗工作后，設計即被完成。這使設計得到了優(yōu)化和細化，滿足了OEM的耐久性和NVH目標。
該項目最終實現的減重效果是，在具有同等功能的情況下，最低減重達30%，最高減重達50%。
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