面向车身应用的LGFRP复合材料制备工艺及力学性能研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:huyuexing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
汽车轻量化是解决节能和环保问题的关键技术之一。纤维增强树脂基复合材料以其独特的轻量化效果,应用于车身结构已成为汽车工业车身轻量化技术的重要趋势。长玻璃纤维增强聚丙烯(LGFRP)复合材料具有可设计性强、回收性好、性价比高等优点,在汽车车身上的应用范围也越来越广。然而,目前针对LGFRP复合材料热模压成型工艺参数交互作用、材料设计参数及应变率效应对其力学性能的影响规律和开孔后的应力集中效应以及在车身结构的设计尚未见系统的研究及报道。本文以LGFRP复合材料在车身结构应用为研究背景,采用实验和数值分析相结合的方法,研究了LGFRP复合材料的制备工艺、力学性能、开孔连接性能,并进一步探索了该材料用于电动汽车电池包及防撞梁结构的轻量化设计。具体研究内容如下:(1)热模压成型工艺参数对LGFRP复合材料力学性能的影响规律为探索热模压工艺参数对力学性能的影响规律并获得最优的力学性能。本文以LGFRP复合材料的拉伸及弯曲强度作为评价指标,研究了预热温度、预热时间、压力以及保压时间四个工艺参数对评价指标的影响规律,其中对拉伸强度的贡献率由大到小的顺序排列为:预热温度、压力、预热时间、保压时间。对弯曲强度的贡献率由大到小的顺序排列为:压力、预热温度、保压时间、预热时间。当预热温度为215.5℃,预热时间为16min,压力为3.8MPa,保压时间为3min时,LGFRP复合材料的拉伸及弯曲强度值达到最优值。(2)纤维含量及应变率对LGFRP复合材料力学性能的影响规律汽车车身不同结构及部位对加载条件与力学性能需求具有明显的差异性,论文针对LGFRP复合材料可设计性强的特征,通过实验研究了纤维含量对LGFRP复合材料力学性能及失效模式的影响规律。并基于混合定律建立了可以准确计算或预测不同纤维含量下LGFRP复合材料力学性能的细观力学模型。进而详细研究了LGFRP复合材料力学性能分散性及相应的应变速率效应。(3)LGFRP复合材料的开孔应力集中效应及失效模式研究考虑到在汽车结构应用中的开孔连接问题,本文对LGFRP复合材料开展了开孔应力集中效应的研究。结合数字图像相关技术(DIC),对开孔LGFRP复合材料进行了力学性能实验研究,其结果表明应力集中的影响区域4倍于开孔半径。应力集中系数随孔径的增加而增大,且小于同等条件下的金属材料的应力集中系数。进一步建立了包含损伤系数和开孔孔径的LGFRP复合材料孔边应力理论模型与数值分析方法,可以进一步用来研究不同纤维长度及含量的LGFRP复合材料开孔应力集中特性,为LGFRP复合材料开孔连接设计及安全评估提供设计依据。(4)LGFRP复合材料在汽车结构应用的研究基于上述材料基础性能研究,本文进一步开展了LGFRP复合材料电动汽车电池包及防撞梁的设计。在满足不同约束及法规要求下,LGFRP复合材料电池包比金属电池包减重约80%,LGFRP复合材料防撞梁比金属防撞梁减轻11.2%,因而具有较好的应用前景。
其他文献
目的 :对南京市零售市场上鸡类食品中的沙门氏菌进行定性、定量检测,以了解其沙门氏菌的污染状况。方法 :选取超市和农贸市场作为采样点,分别采用PCR方法和最可能数(most pro
回顾性分析经病理证实的107例BCC患者的声像图(其中结节溃疡型63例、色素型22例、表浅型20例、纤维上皮瘤型1例、硬斑病型1例)。BCC的圆度系数值为1.43~17.75,平均值8.53,中
土壤肥力是土壤的本质属性,是影响中药材产量和有效成分的主要因素,是中药材种植可持续发展的基础。土壤肥力直接影响着药用植物的生长,影响着中药材生产的结构、布局和效益
硕士学位论文是培养硕士研究生的科研能力、创新精神和实践能力的重要环节,硕士学位论文质量是衡量教学水平、学生毕业与学位资格的重要依据。通过硕士学位论文质量评价,可以
本文结合教学实践分析了"寓教于乐"的内涵及条件,着重论证了"寓教于乐"在教学中应用的两个着力点:乐师和乐业,并提出解决办法,最后提出运用"寓教于乐"应注意的问题,反对并避
目的:评价PDCA循环干预对我院清洁手术预防应用抗菌药物的影响。方法:引入PDCA循环干预我院清洁手术预防应用抗菌药物,等距抽取2012年5-6月(干预前)与2012年10-11月、2013年4
有意义教学是知识生长型教学,即在师生对话和交往中实现完整、丰富的意义共生。有意义教学实施的策略是"学科教学四化",即生命化、结构化、情境化和活动化。其中,生命化是根
<正>二、卖地图的哥伦布地理大发现的时代,那是冒险探索的时代,大航海的时代。欧洲的船队,出现在地球各片已知和未知的海洋上,寻找着新的掘金之地,开辟新的贸易路线。欧洲人
<正> 镁材料在汽车工业界正受到越来越多的关注,据德国 HPP 战略与管理咨询公司的预测,未来5年内,每辆汽车中镁的用材将从目前的2kg 上升到10kg。有些专家甚至认为有可能达到
<正>六年级的一天,班主任出乎意料地让我当升旗手,我很惊讶,想到自己要面对着两千多名同学把国旗升起来,便有了一种恐惧感。可老师已经指定了,我只好欣然地接受了任务。做准
期刊