碳纤维复合材料/铝合金冲铆接合研究
发布时间：2023-11-04 08:12
随着近年来对环保要求的不断提高,发展纯电动汽车将逐渐成为全世界一致的目标。国家在新能源汽车方面不断推出的新政策不断推动着新能源汽车行业的长期发展,轻量化方向发展是燃油汽车和新能源汽车的必由之路。目前实现汽车轻量化的主要途径是车身轻量化,而车身轻量化的实现途径主要为结构轻量化与材料轻量化。而铝合金和碳纤维复合材料作为主要的轻量化替代材料越来越多的被应用到车身零件中,这必然涉及到异种材料之间的连接。本文针对碳纤维复合材料和铝合金材料的连接问题,结合金属领域成熟的冲压连接和铆接技术,设计出一种新型的碳纤维复合材料/铝合金无铆冲压连接方法。解决了传统无铆冲压连接不能直接应用于非金属材料和金属材料领域的问题。研究主要包括以下几部分内容:通过分析连接所需实验条件和金属冲压连接中的参数选择,自主设计了一套碳纤维复合材料与铝合金材料无铆冲压连接模具。制备了碳纤维复合材料层合板,确定了碳纤维复合材料与铝合金材料的表面处理方式。根据DSC测试结果与制造商提供的碳纤维预浸料固化工艺参数,确定了无铆冲压连接加工工艺路线。引入了夹层结构,根据加工工艺路线在模具内实现了碳纤维复合材料与铝合金材料的无铆冲压连接。通...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 复合材料连接技术概述
1.3 国内外相关技术研究现状
1.3.1 复合材料板材机械连接研究现状
1.3.2 复合材料板材胶接连接研究现状
1.3.3 复合材料板材焊接连接研究现状
1.4 课题研究目的和意义
1.5 课题研究内容和思路
1.5.1 课题研究内容
1.5.2 课题研究思路
第2章 无铆冲压连接模具设计与CFRP板材制备
2.1 引言
2.2 冲压连接模具设计
2.2.1 冲压模具功能需求
2.2.2 冲压模具总体结构设计
2.2.3 冲压模具主要零件设计
2.2.4 冲压模具压边力与压边方式选择
2.3 冲压模具加热装置选择
2.3.1 选定加热方案
2.3.2 选定加热功率
2.3.3 选定加热装置与温控装置
2.4 本章小结
第3章 碳纤维复合材料与铝合金无铆冲压实验设计
3.1 DSC测试制定固化方案与实验材料制备
3.1.1 DSC测试制定预浸料固化方案
3.1.2 碳纤维复合材料制备
3.1.3 铝合金板材制备
3.2 无铆冲压连接实验方案设计
3.2.1 无铆冲压连接实验前期探究
3.2.2 夹层结构无铆冲压连接实验方案设计
3.3 无铆冲压连接试验件性能分析
3.3.1无铆冲压连接试验件拉伸性能实验
3.3.2无铆冲压连接试验件剥离性能实验
3.3.3 金相显微镜微观组织观察
3.3.4 SEM扫描电镜微观组织结构观察
3.3.5 无铆冲压连接机理对比分析
3.4 本章小结
第4章 碳纤维复合材料与铝合金无铆冲压实验分析
4.1 DSC测试结果与连接工艺方案
4.2 无铆冲压连接成形件分析
4.2.1 不同碳纤维预浸料铺层厚度对连接件影响
4.2.2 预浸料铺层面积对连接性能影响
4.2.3 铝合金板材与碳纤维复合材料放置位置的影响
4.2.4 夹层结构中金属物质的存在对连接件的影响
4.2.5 夹层结构中金属材料性质对连接件影响
4.2.6 铝粉在夹层结构中的分布对连接件的影响。
4.2.7 碳纤维复合材料板材铺层顺序对连接件的影响
4.3 无铆冲压连接件剥离试验分析
4.4 无铆冲压连接结构微观组织分析
4.5 无铆冲压连接机理探究
4.6 本章小结
第5章 碳纤维复合材料/铝合金混合连接探究
5.1 引言
5.2 材料连接技术与方法
5.3 碳纤维复合材料/铝合金混合连接方式
5.3.1 胶接、铆接、螺栓连接性能对比
5.3.2 混合连接件制备
5.4 连接件拉伸剪切性能实验分析
5.4.1 混合连接件破坏分析
5.4.2 混合连接力学性能分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3859918
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 复合材料连接技术概述
1.3 国内外相关技术研究现状
1.3.1 复合材料板材机械连接研究现状
1.3.2 复合材料板材胶接连接研究现状
1.3.3 复合材料板材焊接连接研究现状
1.4 课题研究目的和意义
1.5 课题研究内容和思路
1.5.1 课题研究内容
1.5.2 课题研究思路
第2章 无铆冲压连接模具设计与CFRP板材制备
2.1 引言
2.2 冲压连接模具设计
2.2.1 冲压模具功能需求
2.2.2 冲压模具总体结构设计
2.2.3 冲压模具主要零件设计
2.2.4 冲压模具压边力与压边方式选择
2.3 冲压模具加热装置选择
2.3.1 选定加热方案
2.3.2 选定加热功率
2.3.3 选定加热装置与温控装置
2.4 本章小结
第3章 碳纤维复合材料与铝合金无铆冲压实验设计
3.1 DSC测试制定固化方案与实验材料制备
3.1.1 DSC测试制定预浸料固化方案
3.1.2 碳纤维复合材料制备
3.1.3 铝合金板材制备
3.2 无铆冲压连接实验方案设计
3.2.1 无铆冲压连接实验前期探究
3.2.2 夹层结构无铆冲压连接实验方案设计
3.3 无铆冲压连接试验件性能分析
3.3.1无铆冲压连接试验件拉伸性能实验
3.3.2无铆冲压连接试验件剥离性能实验
3.3.3 金相显微镜微观组织观察
3.3.4 SEM扫描电镜微观组织结构观察
3.3.5 无铆冲压连接机理对比分析
3.4 本章小结
第4章 碳纤维复合材料与铝合金无铆冲压实验分析
4.1 DSC测试结果与连接工艺方案
4.2 无铆冲压连接成形件分析
4.2.1 不同碳纤维预浸料铺层厚度对连接件影响
4.2.2 预浸料铺层面积对连接性能影响
4.2.3 铝合金板材与碳纤维复合材料放置位置的影响
4.2.4 夹层结构中金属物质的存在对连接件的影响
4.2.5 夹层结构中金属材料性质对连接件影响
4.2.6 铝粉在夹层结构中的分布对连接件的影响。
4.2.7 碳纤维复合材料板材铺层顺序对连接件的影响
4.3 无铆冲压连接件剥离试验分析
4.4 无铆冲压连接结构微观组织分析
4.5 无铆冲压连接机理探究
4.6 本章小结
第5章 碳纤维复合材料/铝合金混合连接探究
5.1 引言
5.2 材料连接技术与方法
5.3 碳纤维复合材料/铝合金混合连接方式
5.3.1 胶接、铆接、螺栓连接性能对比
5.3.2 混合连接件制备
5.4 连接件拉伸剪切性能实验分析
5.4.1 混合连接件破坏分析
5.4.2 混合连接力学性能分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
本文编号：3859918
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