沃尔沃S90后悬挂板簧裂的真相是什么？

当玻纤复合材料梁的制造视频映入眼帘，KraussMaffei作为主要设备供应商，我意识到可以深入探讨这个问题。感谢@Chemiker分享的视频，它们为分析断梁原因提供了宝贵资料。沃尔沃选择玻纤而非碳纤作为金属叶片弹簧的替代，是基于性能考量。复合材料在抗缺口冲击强度上表现优异，纤维支撑和韧性聚氨酯树脂的结合，使得底盘磕碰不致于疲劳断裂。视频最后列出了复合材料板簧相较于金属板簧的诸多优点，轻量化、空间优化和成本效益是其主要卖点。工艺本身并不复杂，国内完全有能力生产。视频展示了玻纤材料注塑的关键步骤：预成型的玻纤布被放入注塑机，合模后高压注塑，最后冷却成型。核心在于合模和开模前的真空和注塑过程。事故分析显示，车主在行驶中听到巨大声响，这更像是复合材料的瞬间应力释放。断裂口的观察揭示了材料分层和玻纤布撕裂的现象，指向了两种可能的原因：一是材料温度过低，导致聚氨酯无法充分渗透；二是模腔间隙控制不当，造成玻纤纤维过密，内部应力积累。此外，复合板簧的厚度较薄，如果设计上加厚了PU树脂层，可能会加剧内应力，导致结构问题。希望这不是问题所在，否则将反映出设计上的无知。正确的做法是让PU层薄而软，以适应玻纤布的特性。虽然官方可能不会提供技术层面的详细答复，但我希望这些分析能为技术爱好者提供一些见解，并激发更多关于复合板簧梁结构的讨论，这也是展示国内材料技术水平的一个机会。

当看到这个玻纤复合材料梁的制造视频时，其中主要设备供应商是KraussMaffei的那一刻、我就知道这个问题我可以参与一下。

首先要感谢@Chemiker在其回答中提供的大量视频，从而让我可以分析一些断梁的原因。

在分析前，要说明一下，沃尔沃选择玻纤(而非碳纤)作为替代金属叶片弹簧(low一点的名字就叫板簧)实际上确实是有性能上的考虑的。(改个名字主要是怕被黑减配)

首先在抗缺口冲击强度时，复合材料的强度因为内部有纤维支撑，外部聚氨酯树脂也是韧性材质，即便是在底盘上有一些磕碰也不会因为疲劳应力而导致断裂。(有兴趣的同学可以搜板车悬挂，高速断裂)

其次从视频的最后列出了所有复合材料板簧的优点(对比金属板簧)，其中轻量化，空间，和成本优化，是主要原因。

你说这个工艺有多么高大上吧，其实也没有，说句实话、国内完全有能力生产，下面大致讲解下视频工艺几个关键点。

这个工艺的核心和国内玻纤材料注塑并没有差别，如果有就是一个玻纤被混在注塑粒子中，一个是以玻纤布铺设在中间后注塑。

说下视频的工艺特点，首先视频36秒时，真空盘机械夹具带着预成型的玻纤布放入注塑机的下胎膜，下胎膜在视频54秒时候与上胎膜一同完成合模，内部中间是玻纤布。期间胎膜上下将高温熔融的聚氨酯树脂高压注塑到模腔内(此前腔内抽真空)，1分06秒，保压完成、聚氨酯树脂已经冷却，开模机械臂去件。

在这道工序中、核心就是合模后和开模前的，真空和注塑过程。

看下此次事故的一些信息

第一，车主反映车辆在行驶中、突然发出一声巨大的声响，形容“比爆胎的声音还大”——因此，比起因反复按压导致的疲劳应力引起的断裂，改事故更像是复合材料的瞬间应力释放。

第二，仔细观察断裂口我们会发现几个有价值的信息，蓝色箭头所指的断裂两侧的侧面看，材料似乎是以玻纤布为分界，形成了一个阶梯状的上下错位的断口。而在红色箭头所指的部位，可以看到几乎笔直的断裂边缘以及翻白部分，即玻纤布已经在局部区域完整的和包裹其的聚氨酯发生了“分层”。绿色箭头就是撕裂的玻纤布，由于玻纤布本身是交织的，不仅毛糙，而且排布方向垂直于聚氨酯的断口。

根据以上现象，猜测两种原因导致的问题

1)板簧在真空注塑过程中，材料温度过低，比如玻纤布温度过低，导致熔融的PU无法很好的将其渗透包裹，因为料流在经过时就被降低了温度，从而粘度上升，这类情况可能在冬季尤为容易发生。

2)玻纤布在成型过程中，模腔间隙控制不好压力过大，导致玻纤纤维过于密实，在注塑过程中没有足够的PU熔融进入内部，且由于这个原因，导致材料的内部被相对分成了三个不同材料组成的部分，这会导致一个十分大的问题——材料在注塑冷却后，因为热膨胀系数不同，且不同层间因为没有很充分的混合均匀，因此虽然模腔的形状使得冷却后的外部轮廓在变形公差范围内，但其内部不同材料的界面层上储存着很大的内应力……只等待一个外部缺口来释放。

实际上我不仅怀疑1和2的情况都存在，而且另一个特质加剧了这方面的可能性

在去料边的CNC加工视频中、很明显复合板簧的厚度要比视频板簧要薄很多，我觉得从设计角度来说，如果这两块复合板簧最后胶和在一起形成沃尔沃上后悬挂梁的话那是合理完美的方案、但如果实际是玻纤布厚度不便、视频是老的状态，现款是加厚了两侧PU树脂的话……我只能说，这虽然能节省成本(尤其胶合两片的工序和材料)，但在这个三层结构中，你因为加厚了上下两层PU，导致这两层强度大大上升，而玻纤布层本来强度就很高、强强相克、只会导致更大的内应力……

但愿不是后者，否则真的太无知了，如果你的结构核心是玻纤布，你就让PU做薄做软这是做碳纤维复合材料共有的尝试，否则日后风吹日晒冬暖夏凉的，早晚是要分成开裂的。

想想大概率这类个别事件是不会得到官方在技术层面上详细的答复的、我只能在这里给在技术层面上好奇心的朋友稍微解解馋。

同时也是抛砖引玉，如果有对这个复合板簧梁结构有更多了解的朋友，也请提供些干货，毕竟，这也是证明国内材料技术水平的一种方式。

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