环境污染及能源短缺是当今社会最为关注的问题,该问题在汽车行业中表现尤为突出,因此,汽车的节能减排是目前亟需解决的任务。减轻整车重量即可减少能源消耗,同时还可降低有害气体的排放,所以,汽车轻量化成为了节能减排的最佳方案。碳纤维复合材料是当前汽车轻量化中最具潜力的材料,凭借自身高比强度、高比模量等优势,近年来得到了飞速发展。本文主要研究目标是使用连续碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)代替金属材料在汽车座椅骨架中的应用。围绕汽车座椅骨架轻量化设计,根据CFRTP各向异性的力学性能特点,对复合材料座椅骨架的结构设计及其成型工艺进行了研究。主要内容包括:1.对原金属材料座椅骨架进行建模及有限元仿真分析,结果用于对比CFRTP座椅骨架结构设计以及可靠性的验证。再对碳纤维复合材料座椅骨架进行结构设计,并建立三维模型,使用ANSYS Workbench ACP有限元仿真软件,参照国家标准对碳纤维复合材料座椅骨架进行仿真,根据仿真结果对各部件进行了优化设计。从最终分析结果来看:CFRTP座椅骨架静态强度、刚度等满足设计要求。2.使用拉伸、弯曲、扫描电镜、超声波C扫描及差示扫描量热法等测试与表征方法,对本文制作碳纤维座椅骨架样件所使用的层压模压成型工艺进行研究。采用正交试验方法分别研究了成型温度、压力、时间及冷却速率对复合材料层压板力学性能的影响,最终确定了优化后层压模压法的工艺参数:成型温度260℃,压力3MPa,时间10min,冷却速率为10℃/min。在该成型工艺参数下CF/PA6层压板的各项力学性能最优,拉伸强度及模量分别为974.69MPa、32.6GPa,弯曲强度及模量分别为776.48MPa、28.8GPa。3.根据已设计好的碳纤维复合材料座椅骨架各部件结构及尺寸,选择模具材料、绘制模具图、加工模具。使用层压模压法最优成型工艺参数制作碳纤维复合材料座椅骨架,制作完成后使用胶粘-螺栓混合连接对各部件进行连接装配。对装配完成后的碳纤维复合材料座椅骨架进行称重,较原金属材料座椅骨架重量减轻了约57%。