纤维增强复合材料预成型工艺优化及预成型机设计

发布时间：2021-05-07 18:05

　　纤维增强复合材料（FRP）以其优异的力学性能、性价比高等优点,被广泛地应用于车身轻量化中。高压树脂传递模塑成型工艺（HP-RTM）以其成型效率高、成型质量好等优点,成为面向汽车结构件成型工艺研究热点。预成型工艺在保证RTM成型制件的质量具有重要作用,预成型过程中的压边力可以减少预成型件诸如起皱等缺陷。本文将从预成型工艺方式与装置的创新方面开展研究,针对防皱压板装置进行改进设计,以探索如何控制FRP复合材料预成型缺陷,并设计配套预成型设备,以减少预成型制件的缺陷,提高制件的质量。论文的主要研究内容如下:（1）按增强材料对FRP复合材料进行分类,分析其制备工艺;对比手糊成型、拉挤成型、RTM成型工艺的特点以及缝合法、喷涂法、热模压法、热压法预成型工艺的适用范围,并根据热压预成型缺陷机理,结合压边力在预成型过程中作用,优化设计由夹手装置组成的随动分区压边预成型工艺。（2）根据优化的预成型工艺,细化由夹手组成的随动分区压边预成型装置,并对传统预成型机细节改进,设计预成型机的本体结构,形成整套预成型设备;其次,正确加载载荷与约束边界条件,静态分析预成型机机架,使其满足刚度与强度要求。（3）分析预... 

【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】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 课题国内外研究现状
        1.2.1 FRP复合材料预成型工艺研究现状
        1.2.2 FRP复合材料预成型压边力研究现状
        1.2.3 成型装备研究现状
    1.3 课题研究的目标与主要内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究的主要内容
第2章 FRP复合材料预成型工艺
    2.1 FRP复合材料
        2.1.1 玻璃纤维
        2.1.2 碳纤维
    2.2 成型工艺
        2.2.1 手糊成型
        2.2.2 拉挤成型
        2.2.3 RTM成型
    2.3 预成型工艺
        2.3.1 热模压法
        2.3.2 热压法
        2.3.3 缝合法
        2.3.4 喷涂法
    2.4 预成型工艺缺陷机理分析
        2.4.1 缺陷机理
        2.4.2 预成型过程
    2.5 预成型工艺优化
    2.6 本章总结
第3章 预成型机设计
    3.1 主要设计参数与功能要求
        3.1.1 主要设计参数
        3.1.2 功能要求
    3.2 预成型机总体方案
        3.2.1 预成型机的基本参数
        3.2.2 预成型机的本体结构概述
        3.2.3 预成型机结构方案
    3.3 预成型机机架
        3.3.1 上横梁
        3.3.2 下横梁
        3.3.3 立柱
        3.3.4 传动装置
    3.4 预成型工艺优化装置
        3.4.1 夹手
        3.4.2 夹手配件
    3.5 FRP复合材料加热装置
    3.6 机架有限元分析
        3.6.1 机架数学模型的建立
        3.6.2 机架有限元模型的建立
        3.6.3 机架有限元结果分析
    3.7 本章小结
第4章 预成型机控制系统设计
    4.1 控制系统功能要求
    4.2 工作过程
        4.2.1 运动规律
        4.2.2 工作循环时间
        4.2.3 工作循环图
    4.3 气压传动系统
        4.3.1 气动技术特点
        4.3.2 气动回路
    4.4 电控系统
        4.4.1 嵌入式伺服控制系统介绍
        4.4.2 嵌入式伺服构架原理
        4.4.3 电控回路
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录B FRP复合材料预成型机模型图
附录C 气路回路原理图


【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料在汽车上的应用和发展[J]. 王帅,王隆宇,李多,门立忠.  汽车实用技术. 2017(15)
[2]浅论复合材料在汽车上的应用[J]. 雷绍阔,钟国留,刘伟.  上海塑料. 2017(02)
[3]基于视觉引导的自动码放生产线设计[J]. 王吉岱,王明鹏.  包装工程. 2017(11)
[4]不同经编织物对预成型体定型工艺性及渗透特性的影响[J]. 吴凯文,杨晋,李龙,赵潇然,刘刚,李韶亮,肇研.  航空学报. 2017(10)
[5]节能与新能源汽车技术路线图引领中国汽车产业发展[J]. 于永初.  汽车工艺师. 2016(12)
[6]热压辅助预成型的超大厚度制件VARI成型工艺研究[J]. 李培旭,陈萍,韩小勇,苏佳智,陈吉平,刘卫平.  玻璃钢/复合材料. 2016(02)
[7]复合材料热隔膜预成型工艺分析[J]. 黄莹.  机械设计与制造工程. 2015(09)
[8]高端复合材料制造装备应用及发展[J]. 王静,蔡清华,冯雅丽.  企业导报. 2014(13)
[9]复合材料在汽车上的应用[J]. 刘明.  民营科技. 2014(06)
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硕士论文
[1]复合材料桨叶增强带缠绕成型技术与装备研究[D]. 周天一.大连理工大学 2015
[2]基于WinCE嵌入式伺服压机的研制[D]. 刘炯钟.中国计量学院 2015
[3]1000KN模具研配试压机的设计与分析[D]. 汤志源.山东大学 2010
[4]高精度全闭环伺服系统研究[D]. 高菲.青岛大学 2008
[5]复合材料液体模塑成型设备与工艺开发[D]. 李婧.吉林大学 2007
[6]RTM工艺缺陷形成机理与控制方法研究[D]. 冯武.武汉理工大学 2005



本文编号：3173835