Steel/CFRP复合材料拉伸变形行为研究
发布时间：2022-09-28 17:36
近几年,随着汽车行业的快速发展,耗油量逐渐增加,大气污染日益严重,在保证汽车安全性和舒适性的前提下,车身轻量化成为追求的目标。一方面,高强度钢正在逐渐取代普通中、低碳钢将成为汽车行业的主流,因其具有强度高且板厚薄的优点,主要用于车身结构的轻量化。另一方面,碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）因其比重轻、高强度和可设计性强等特性,被广泛用于汽车制造行业。将高强度钢板和碳纤维预浸料复合制成车用Steel/CFRP构件,研究其变形行为和成形性能,对提升汽车轻量化空间起着关键性的作用。本文以钢板与碳纤维预浸料组成的Steel/CFRP复合材料为研究对象,研究碳纤维层数、拉伸速度、温度因素对复合材料拉伸行为、剪切失稳角、最大载荷的影响,揭示不同因素对复合材料变形行为的影响程度,得到了合理的铺层设计和工艺条件。通过对Steel/CFRP复合材料拉伸变形行为的系统研究,得出以下主要结论:（1）Steel/CFRP复合材料拉伸过程主要包括弹性变形阶段、强化阶段、平稳阶段、颈缩阶段。弹性变形阶段和强化阶段呈现出典型的线弹性变形行为和非线性强化效应...
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 高强度钢板在汽车工业中的应用及先进成形工艺
1.2.1 高强度钢板在汽车中的应用
1.2.2 高强度钢的先进成形工艺
1.3 碳纤维复合材料应用及成型工艺
1.3.1 碳纤维复合材料在汽车上的应用
1.3.2 碳纤维复合材料成型工艺
1.4 Steel/CFRP复合材料混合共冲工艺
1.4.1 工艺原理
1.4.2 工艺特点
1.5 课题主要研究内容
第二章 Steel/CFRP复合材料拉伸试验设计及实施
2.1 实验材料及设备
2.2 试验样品制备
2.3 实验方案设计
2.4 实验步骤及注意事项
2.4.1 实验步骤
2.4.2 注意事项
2.5 本章小结
第三章 Steel/CFRP复合材料拉伸行为分析
3.1 引言
3.2 Steel/CFRP复合材料的拉伸变形行为
3.2.1 CFRP预浸料拉伸变形行为
3.2.2 Steel/CFRP复合材料拉伸变形行为
3.3 工艺条件对剪切失稳角的影响
3.3.1 剪切失稳角测量
3.3.2 工艺条件对剪切失稳角的影响分析
3.4 工艺条件对最大载荷的影响
3.5 铺层设计对Steel/CFRP复合材料拉伸变形行为的影响
3.5.1 铺层数对CFRP预浸料拉伸变形行为的影响
3.5.2 铺层数对Steel/CFRP复合材料拉伸变形行为的影响
3.6 本章小结
第四章 Steel/CFRP复合材料本构模型建立
4.1 引言
4.2 碳纤维复合材料预浸料本构模型的建立
4.3 钢板材料本构模型确定
4.3.1 钢板塑性变形基本假设
4.3.2 钢板单向拉伸曲线拟合及模型建立
4.4 Steel/CFRP复合材料本构模型建立
4.4.1 Steel/CFRP复合材料本构模型建立
4.4.2 Steel/CFRP复合材料模型参数与工艺条件间关系的确定
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 工作总结
5.2 研究展望
参考文献
在学期间发表的学术论文及其他科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强度钢板的成形特性及成形技术现状[J]. 金英锡,吕晓东,肖潇,曹坤洋,未建青. 汽车工艺与材料. 2016(09)
[2]汽车用先进高强钢成形性能研究[J]. 王亚东,刘红祎,王亚芬. 汽车工业研究. 2016(09)
[3]CFRP成型技术在汽车轻量化中的应用[J]. 彭释,梁元聪,李炜. 汽车与配件. 2016(24)
[4]AZ31B镁合金方盒形件的差温拉深成形[J]. 杨柳,官英平,段永川,周美玲. 塑性工程学报. 2016(01)
[5]板料多点柔性成形技术[J]. 张昊晗,殷文齐,张忠顺,崔坤鹏. 一重技术. 2015(03)
[6]平板件电磁成形技术的研究进展[J]. 陈晓伟,王文平,万敏,熊威人,龙安林. 稀有金属材料与工程. 2015(02)
[7]高强钢成形技术及其在汽车轻量化中的应用[J]. 王远,管奔. 新材料产业. 2015(02)
[8]高强度钢板及其先进制造技术在汽车轻量化上的应用[J]. 苏伟. 汽车工艺与材料. 2014(10)
[9]国内碳纤维增强热塑性复合材料研究进展[J]. 徐秋红,谭臻,闫烨,刘丽慧,耿志,李云英. 工程塑料应用. 2014(07)
[10]钢板热冲压技术在车身制造上的应用[J]. 杜庆辉,黄超. 汽车工艺与材料. 2014(03)
硕士论文
[1]Steel/CFRP复层材料混合热拉深成形实验研究[D]. 朱新峰.江苏大学 2016
[2]碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备与研究[D]. 景鹏展.东华大学 2015
[3]高强钢板电磁成形实验研究[D]. 夏晓锋.武汉理工大学 2011
[4]汽车轻量化高强度钢板成形性能研究[D]. 武晋.天津理工大学 2008
本文编号：3682091
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 高强度钢板在汽车工业中的应用及先进成形工艺
1.2.1 高强度钢板在汽车中的应用
1.2.2 高强度钢的先进成形工艺
1.3 碳纤维复合材料应用及成型工艺
1.3.1 碳纤维复合材料在汽车上的应用
1.3.2 碳纤维复合材料成型工艺
1.4 Steel/CFRP复合材料混合共冲工艺
1.4.1 工艺原理
1.4.2 工艺特点
1.5 课题主要研究内容
第二章 Steel/CFRP复合材料拉伸试验设计及实施
2.1 实验材料及设备
2.2 试验样品制备
2.3 实验方案设计
2.4 实验步骤及注意事项
2.4.1 实验步骤
2.4.2 注意事项
2.5 本章小结
第三章 Steel/CFRP复合材料拉伸行为分析
3.1 引言
3.2 Steel/CFRP复合材料的拉伸变形行为
3.2.1 CFRP预浸料拉伸变形行为
3.2.2 Steel/CFRP复合材料拉伸变形行为
3.3 工艺条件对剪切失稳角的影响
3.3.1 剪切失稳角测量
3.3.2 工艺条件对剪切失稳角的影响分析
3.4 工艺条件对最大载荷的影响
3.5 铺层设计对Steel/CFRP复合材料拉伸变形行为的影响
3.5.1 铺层数对CFRP预浸料拉伸变形行为的影响
3.5.2 铺层数对Steel/CFRP复合材料拉伸变形行为的影响
3.6 本章小结
第四章 Steel/CFRP复合材料本构模型建立
4.1 引言
4.2 碳纤维复合材料预浸料本构模型的建立
4.3 钢板材料本构模型确定
4.3.1 钢板塑性变形基本假设
4.3.2 钢板单向拉伸曲线拟合及模型建立
4.4 Steel/CFRP复合材料本构模型建立
4.4.1 Steel/CFRP复合材料本构模型建立
4.4.2 Steel/CFRP复合材料模型参数与工艺条件间关系的确定
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 工作总结
5.2 研究展望
参考文献
在学期间发表的学术论文及其他科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强度钢板的成形特性及成形技术现状[J]. 金英锡,吕晓东,肖潇,曹坤洋,未建青. 汽车工艺与材料. 2016(09)
[2]汽车用先进高强钢成形性能研究[J]. 王亚东,刘红祎,王亚芬. 汽车工业研究. 2016(09)
[3]CFRP成型技术在汽车轻量化中的应用[J]. 彭释,梁元聪,李炜. 汽车与配件. 2016(24)
[4]AZ31B镁合金方盒形件的差温拉深成形[J]. 杨柳,官英平,段永川,周美玲. 塑性工程学报. 2016(01)
[5]板料多点柔性成形技术[J]. 张昊晗,殷文齐,张忠顺,崔坤鹏. 一重技术. 2015(03)
[6]平板件电磁成形技术的研究进展[J]. 陈晓伟,王文平,万敏,熊威人,龙安林. 稀有金属材料与工程. 2015(02)
[7]高强钢成形技术及其在汽车轻量化中的应用[J]. 王远,管奔. 新材料产业. 2015(02)
[8]高强度钢板及其先进制造技术在汽车轻量化上的应用[J]. 苏伟. 汽车工艺与材料. 2014(10)
[9]国内碳纤维增强热塑性复合材料研究进展[J]. 徐秋红,谭臻,闫烨,刘丽慧,耿志,李云英. 工程塑料应用. 2014(07)
[10]钢板热冲压技术在车身制造上的应用[J]. 杜庆辉,黄超. 汽车工艺与材料. 2014(03)
硕士论文
[1]Steel/CFRP复层材料混合热拉深成形实验研究[D]. 朱新峰.江苏大学 2016
[2]碳纤维织物增强热塑性复合材料的制备与研究[D]. 景鹏展.东华大学 2015
[3]高强钢板电磁成形实验研究[D]. 夏晓锋.武汉理工大学 2011
[4]汽车轻量化高强度钢板成形性能研究[D]. 武晋.天津理工大学 2008
本文编号：3682091
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