碳纖維單體殼，這個名詞在超跑領域屢見不鮮，而隨著新一代寶馬7系的亮相，碳纖維復合材料的車身也從超級跑車領域開始逐漸向普通轎車領域拓展。那么，碳纖維單體殼究竟為何物？碳纖維車身又是啥？我們不妨以HRT車隊的碳纖維單體殼車身為例，來系統地了解一下。
　　碳纖維單體殼為何物？
      
　　碳纖維單體殼車身
　　要搞清這個問題需要先來看看什么是單體殼技術。顧名思義，單體殼技術就是通過殼體表面進行承載，而非采用內部框架結構進行承載的一種結構技術。換句話說，該技術事實上就是蛋殼原理在工業上的擴展，而蛋殼本身就是一個完美的單體殼結構。
　　若問初衷，在工業領域出現的樸素需求就是其具有承載重量方面的強大優勢，由于承載重物的作用力均勻分散到每一個面，而非是空間桁架結構的每一根線，所以單體殼結構有著空間桁架結構所無法比擬的扭轉剛度。進一步細化至車身領域，采用這一結構設計出的車身亦可以被視作承載式車身的終結構形式。
　　除了上述的兩大原因之外，單體殼結構還兼具空間桁架結構所不具備的高安全性優勢以及高整合度等特點。
　　具體來說，安全性方面的優勢同樣來源于單體殼車身的面結構，相比于空間桁架車身而言，單體殼車身在緩解沖擊力時是以面進行能量傳導，而再好的空間桁架結構也能是通過線來進行能量傳導。所以，在高速碰撞時，單體殼的車身結構能夠為車內成員提供更為全面的安全保障。
　　至于整合度就更好理解，這個道理就是承載式車身和非承載式車身的區別。單體殼車身內部不需要空間架構，也不需要空間架構外的包覆件，所以整體感就要更強。同時單體殼車身以面為車身基體，相比于空間桁架結構更便于整車部件的安裝，且在同樣的外廓尺寸下，單體殼車身結構還能夠帶來大化的內部空間，因此自上世紀六十年代以來其就被廣泛的運用在方程式賽車以及超級跑車領域。而普通車型上所采用的承載式車身之所以不能夠稱之為單體殼車身就是因為普通的承載式車身的主要受力件依舊是框架型的空間結構。
　　單體殼結構到底有多強？
      
　　舉個例子，HRT車隊的碳纖維單體殼車身長度不到兩米，但是扭轉剛度卻能夠達到4000Nm/deg以上，這一數據如果按比例作用于家用轎車的承載式車身上，那么測試車很有可能就會被擰成麻花。除此之外，HRT車隊的賽車在車身重量方面也比采用空間桁架結構的車身至少要降低10kg。
　　碳纖維單體殼技術與金屬單體殼技術又有何差別?
　　碳纖維單體殼是單體殼技術伴隨材料工藝技術的進步發展而來的一種全新的結構。相比于金屬單體殼結構，碳纖維單體殼進一步強化了單體殼結構的輕量化屬性和高強度屬性。
　　碳纖維材料是近年來發展起來的一種高分子復合材料。一般來說，碳纖維材料一般由以下幾種物質構成。
　　，碳纖維。碳纖維是一種具有高強度和模量的耐高溫纖維，是化纖產品中的高端產品。其分子結構較為穩定，同時也具有輕而堅韌的特性，所以以碳纖維制造的復合材料普遍具有強度高、剛度高、耐高溫、耐腐蝕的特性。根據碳化條件、制作工藝的不同，碳纖維又被分為了不同的等級，在這里就不多做贅述。
　　第二，環氧樹脂。前面說到的碳纖維是樸素的狀態，即絲狀。那么要把絲狀的碳纖維編織成碳纖維復合材料，就需要樹脂材料進行粘合和成型。
　　人工聚合而來的樹脂材料被稱為合成樹脂，根據性質的不同可分為熱固型和熱塑型兩種。由于具有較高的成型適應性，樹脂材料也被廣泛的運用于我們的生活中，換句話說，就是塑料。
　　環氧樹脂是眾多合成樹脂中物理性能和化學性能都非常優異的產品，同時對于金屬和非金屬都有著較好的粘接強度，且成型穩定性較好強度較大。在復合材料的領域里，將碳纖維作為增強體，加入到環氧樹脂中形成的復合材料就是我們總在說的碳纖維材料，它的學名叫碳纖維增強樹脂/聚合物。
　　當環氧樹脂和碳纖維形成復合材料之后，由于碳纖維被固化，纖維與纖維之間的聯系就靠樹脂間的粘接作用進行聯系，那么同向排布的碳纖維之間就很容易出現撕裂的情況。
　　為解決這一問題，碳纖維材料中的碳纖維都是以經緯相交的方式進行編織，由此形成了交織布的結構。根據交織布的排布不同，在碳纖維結構里有可以分為平紋、斜紋、緞紋三種形式。
      
　　平紋結構為一經一緯平行編織，具有對稱特性，因此在三種結構中，其擁有大的穩定性和合理的孔隙率。但也正是由于平紋結構過于穩定，所以其很難實現彎曲，這便使得彎曲較多的平紋結構碳纖維復合材料的機械性能要低于其他交織布結構。故對于賽車而言，這種編織方法并不可取。
　　相較于前者，呈對角線排布的斜紋結構的物理表現就沒有那般極端。憑借更好的彎曲性能，其在制成車身之后機械性能反而更佳，同時表面也要更為光滑。因此該結構是目前車用碳纖維結構件的主要編織方式。
　　不過出于成本和結構的考慮，HRT車隊的賽車在設計過程中平紋與斜紋兩種碳纖維材料都有采用。
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