纤维增强热塑性复合材料成型性研究

发布时间：2021-03-30 03:31

　　汽车轻量化是汽车产业可持续发展的重要方向,是实现节能减排的主要途径之一,采用轻质高强的复合材料替代传统材料已成为汽车产业的重要举措。纤维增强热塑性复合材料由于成型速度快、韧性好、可回收利用等特点,在汽车车身及零部件上得到了广泛应用。热塑性复合材料冲压成型,作为一种具有潜力的快速成型方式,虽然已有学者对其开展了初步研究,但目前还存在很多问题和规律未被揭示清楚。因此,为了探究热塑性复合材料的冲压成型性能,本文从实验与数值模拟角度展开了研究,主要研究内容如下:（1）通过对碳纤维增强聚丙烯复合材料（CFRTP）、玻碳混编聚丙烯复合材料（CGRTP）进行冲压成型实验,研究了材料类型与纤维方向对材料成型性能的影响,揭示了热塑性复合材料在成型过程中出现的典型失效形式及规律,并建立了相应的成形极限曲线（FLC）。（2）基于ABAQUS/Explicit有限元动态分析模块开发了VUMAT子程序,在子程序中实现了非正交次弹性本构模型的编写,通过测试验证了子程序与模型的准确性。（3）基于数值模拟的方法对实验模型进行了有限元仿真,包括偏轴拉伸实验与冲压成型实验,通过在VUMAT子程序中嵌入非正交次弹性本构模型... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

复合材料分类

（c）碳纤维车门 （d）碳纤维进气歧管图 1.2 汽车用复合材料零件料的生产是一个耗时、成型工艺复杂的过程，如手糊成型成型等。近年来，由于热塑性复合材料生产技术的不断提，使得热塑性复合材料一次成型、大批量生产应用成为可种快速制造技术，具有加工周期短、易于冲压形状复杂零部型过程中，将热塑性复合材料预浸料加热到树脂玻璃转化

复合材料的成型技术多种多样，其制备，典型的热塑性复合材料制备技术如下表 1.2 典型热塑性复合材料制备技术制造技术 工艺方法 冲压成型工艺拉挤成型工艺辊压成型工艺 柔性成型带铺放工艺缠绕成型工艺用的冲压工艺适用于纤维增强热塑性预热塑性复合材料典型成型工艺之一，适将预浸料铺放在模具内，加热模具使树浸料黏结成一体，并在压力作用下固结

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本文编号：3108773