当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

玻纤增强微发泡注塑薄壁结构件的力学性能多尺度研究

发布时间:2018-05-06 14:10

  本文选题:均匀化方法 + 代表性体积单元 ; 参考:《上海交通大学》2015年硕士论文


【摘要】:玻璃纤维增强树脂基复合材料凭借其强度高、质量轻、绝缘耐温性、耐蚀性好等优点,广泛应用于各行各业,尤其在汽车工业(零部件)中。但是,由于其复杂多变的内部结构,在表现出优异且复杂力学性能的同时,往往也给广大研究工作者带来巨大的挑战。然而,基于双尺度渐近展开均匀化方法的兴起,给复合材料力学性能的研究提供了新的思路,许多对单向连续纤维增强复合材料力学参数的研究结果表明,均匀化方法相较于其它方法往往能给出很好的预测。首先,本文以长玻纤增强注塑样条为研究对象,基于其断面的玻纤分布显微观察,建立了相应的RVE模型,通过均匀化方法的有限元求解,获得了长玻纤增强复合材料的弹性力学性能,并与样条拉伸模量对比分析,研究了运用均匀化方法预测非连续长玻纤增强PP弹性力学性能的可行性。同时,研究了玻纤增强结构件和发泡材料的构形规律,并参数化分析了各组分弹性模量、泊松比、玻纤取向等因素对其力学性能的影响。随后,本文以微发泡注塑薄壁门板切割样条为研究对象,基于其断面结构显微观察建立表皮层和发泡层的RVE模型,然后将均匀化方法与ABAQUS模拟仿真相结合,分别获得表皮层和发泡层的弹性力学参数,先后进行了玻纤增强PP发泡结构样条在实体单元和壳单元下的弯曲仿真线弹性分析,并与实验结果比较。对比结果表明,壳单元仿真结果具有较高的准确度。此外,本文在壳单元模型基础上,初步研究了玻纤增强PP微发泡注塑结构件的非线性性能,并与弯曲试验曲线对比,拟合出发泡层的简化两段刚度力学参数。研究表明:均匀化方法预测非连续长玻纤增强注塑件的等效弹性力学性能具有较高的工程可行性,能进一步为玻纤增强注塑件的结构服役性能分析提供科学依据;本文提出的RVE建模方法考虑了纤维两端PP的长度,较传统的连续纤维RVE模型更为合理;运用ABAQUS分析发泡层的弹性模量具有较高的可靠性;壳单元模型仿真较实体单元更为准确,且灵活度更高。
[Abstract]:Glass fiber reinforced resin matrix composites are widely used in various industries, especially in automobile industry, because of their advantages of high strength, light weight, good insulation and temperature resistance and good corrosion resistance. However, because of its complex and changeable internal structure, its excellent and complex mechanical properties often bring great challenges to the majority of researchers at the same time. However, based on the emergence of two-scale asymptotic expansion homogenization method, a new idea is provided for the study of mechanical properties of composites. Many studies on mechanical parameters of unidirectional continuous fiber reinforced composites show that, Compared with other methods, the homogenization method can give a good prediction. Firstly, the long glass fiber reinforced injection spline is taken as the research object. Based on the microscopic observation of the glass fiber distribution in the section, the corresponding RVE model is established and solved by the finite element method of homogenization. The elastic properties of long glass fiber reinforced composites were obtained and compared with the tensile modulus of spline. The feasibility of using homogenization method to predict the elastic properties of PP reinforced by long glass fiber was studied. At the same time, the configuration of glass fiber reinforced structural parts and foamed materials was studied, and the effects of elastic modulus, Poisson's ratio and glass fiber orientation on the mechanical properties were analyzed parameterized. Then, the RVE model of the surface layer and foaming layer is established based on the microscopic observation of micro-foaming injection molding thin-walled door plate, and then the homogenization method is combined with the simulation of ABAQUS. The elastic mechanical parameters of the epidermis and foamed layer were obtained, and the linear elastic analysis of fiberglass reinforced PP foamed structure spline under solid element and shell element was carried out successively, and the results were compared with the experimental results. The comparison results show that the simulation results of shell element have high accuracy. In addition, on the basis of shell element model, the nonlinear properties of glass fiber reinforced PP microfoamed injection molded parts are preliminarily studied, and compared with the bending test curves, the simplified two-stage stiffness mechanical parameters of foamed layer are fitted. The results show that the homogenization method has high engineering feasibility in predicting the equivalent elastic mechanical properties of discontinuous long glass fiber reinforced injection molded parts, and can provide scientific basis for the analysis of the structural service performance of glass fiber reinforced injection molded parts. The RVE modeling method proposed in this paper takes into account the length of PP at both ends of the fiber, which is more reasonable than the traditional continuous fiber RVE model, the elastic modulus of foamed layer is more reliable by using ABAQUS, and the simulation of shell element model is more accurate than that of solid element. And the flexibility is higher.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB332

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;国内最大玻纤生产线在重庆投产[J];新材料产业;2003年10期

2 格菲;中国玻纤市场机遇与挑战见端倪[J];建材工业信息;2004年02期

3 姜肇中;江苏玻纤玻钢专家、企业家聚会,共商玻纤玻钢持续发展[J];玻璃纤维;2004年03期

4 赵丰;;俄罗斯对玻纤制品进行保障措施调查[J];国外建材科技;2007年01期

5 周小波;;职业健康安全管理体系在玻纤行业的应用分析[J];大众科技;2009年04期

6 林镜良;;玻纤工业二十年—回顾和展望[J];玻璃纤维;1980年01期

7 南先元;;谈谈调整期间玻纤工业的发展问题[J];玻璃纤维;1981年04期

8 唐海荣;;浙江省成立玻纤联合开发公司[J];玻璃纤维;1985年02期

9 ;第三届全国大中型玻纤企业操作表演赛名次表[J];玻璃纤维;1986年04期

10 黄怀宇;;稳步发展的四川省玻纤工业[J];玻璃纤维;1986年05期

相关会议论文 前10条

1 姜肇中;;玻纤增强基材的创新与发展[A];全国玻璃纤维专业情报信息网第三十次工作会议暨信息发布会会刊[C];2009年

2 姜肇中;汪辉;;坚持科技创新 推动我国玻纤工业持续发展[A];中国建材产业发展研究论文集[C];2010年

3 姜肇中;;玻纤制品企业升级必须重视装备水平提高[A];全国玻璃纤维专业情报信息网第33次年会暨中国硅酸盐学会玻纤分会会议资料[C];2012年

4 ;金融危机中玻纤企业谋求发展之道[A];全国玻璃纤维专业情报信息网第三十次工作会议暨信息发布会会刊[C];2009年

5 姜肇中;;玻纤增强基材的创新与发展[A];中国玻璃钢技术创新和市场研发高层研讨会论文集[C];2008年

6 ;满怀信心 力求玻纤工业持续发展[A];全国玻璃纤维专业情报信息网第三十次工作会议暨信息发布会会刊[C];2009年

7 姜肇中;;在复材产业链中发展玻纤[A];第四届玻璃钢复合材料市场和技术发展高层论坛论文集[C];2010年

8 ;国内玻纤装备技术的发展状况[A];全国玻璃纤维专业情报信息网第33次年会暨中国硅酸盐学会玻纤分会会议资料[C];2012年

9 ;加速科技成果转化 做大做强玻纤产业[A];齐鲁技术市场发展论坛文集[C];2006年

10 姚松勇;;玻璃纤维废丝的处理和应用经验介绍[A];全国玻璃纤维专业情报信息网第二十九次工作会议暨信息发布会论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前10条

1 中国玻璃纤维协会秘书长 张福祥;我国玻纤行业现状及发展趋势[N];中国建设报;2004年

2 建筑材料工业技术情报研究所 王新春;我国玻纤织物出口美国前景分析[N];中国建材报;2006年

3 叶鼎铨;欧美玻纤湿法毡市场持续兴旺[N];中国建材报;2006年

4 姜肇中 提供;科学认识玻纤工业的特点和发展形势[N];中国建材报;2006年

5 联合证券 周焕;中国玻纤:业绩增长可期 合理股价8.40元[N];中国建材报;2006年

6 记者 杨静;中国玻纤业喜逢“金牛”市场[N];中国建材报;2006年

7 杨杨;丹阳中亚破解特种玻纤“密码”[N];中国建材报;2007年

8 东方证券研究所 陈玉辉;玻纤龙头股具加速成长机会[N];中国证券报;2006年

9 主持人 陶俊 嘉宾 联合证券 周焕;中国玻纤 明年值得期待[N];中国证券报;2006年

10 刘海勇;九江玻纤再造辉煌[N];九江日报;2007年

相关博士学位论文 前1条

1 顾铁生;短玻纤增强共混改性杂萘联苯聚芳醚复合材料[D];大连理工大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 李涛;玻纤增强微发泡注塑薄壁结构件的力学性能多尺度研究[D];上海交通大学;2015年

2 杨丽燕;基于针刺加固的高温滤料玻纤基布损伤性研究[D];东华大学;2012年

3 黄惠龙;长玻纤增强尼龙66复合材料的研究[D];华南理工大学;2013年

4 陶涛;高孔位玻纤漏板制作的国产化研制[D];长春理工大学;2005年

5 于志方;玻纤增强生物聚酯P3/4HB及玻纤表面改性的研究[D];汕头大学;2011年

6 李文锋;P34HB结晶行为及玻纤增强P34HB复合材料的研究[D];华南理工大学;2012年

7 宋河海;连续长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备及其性能研究[D];北京化工大学;2013年

8 孙元荣;真空导入原位聚合法制备长玻纤增强ABS复合材料研究[D];东华大学;2008年

9 李秀红;PC与PP的玻纤增强改性及性能研究[D];山东大学;2014年

10 张双双;玻璃纤维增强聚丙烯熔体的毛细管流变特性研究[D];华南理工大学;2014年



本文编号:1852617

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1852617.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户de583***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com