碳纖維復合材料汽車前地板成型工藝及性能研究

《碳纖維復合材料汽車前地板成型工藝及性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、學校代碼：10255學號：2120305東華大學碩士學位論文碳纖維復合材料汽車前地板成型工藝及性能研究PROCESSINGANDPROPERTIESRESEARCHOFCARBONFIBERCOMPOSITEFRONTFLOOROFAUTOMOBILE學科專業(yè)：材料加工學生姓名：丁小馬指導教師：韓克清答辯時間：2015年1月東華大學材料科學與工程學院（MaterialsScience&Engineering,DonghuaUniversity)東華大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學術(shù)道德，崇尚嚴謹學風。

2、所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，我對所寫的內(nèi)容負責，并完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學位論文作者簽名：日期：年月日東華大學學位論文版權(quán)使用授權(quán)書學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱或借閱。本人授權(quán)東華大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可

3、以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密□，在年解密后適用本版權(quán)書。本學位論文屬于不保密□。學位論文作者簽名：指導教師簽名：日期：年月日日期：年月日東華大學碩士學位論文碳纖維復合材料汽車前地板工藝及性能研究碳纖維復合材料汽車前地板成型工藝及性能研究摘要碳纖維增強樹脂基復合材料以其高強度、高模量、成型工藝靈活、輕量化效果十分明顯等優(yōu)點，在航天航空、風機葉片、體育器材、汽車零部件中得到了廣泛的應用，特別是在車身結(jié)構(gòu)件中，輕量化效果尤為明顯；但是由于碳纖維復合材料的各向異性不同于金屬材料的各向同性，使

4、其在結(jié)構(gòu)設計和成型加工方法上比金屬材料復雜，因此還未得到廣泛的應用，尤其是在民用方面，因此對碳纖維復合材料汽車零部件詳細系統(tǒng)的研究顯得尤為重要。本課題以復合材料汽車前地板為研究對象，對樹脂基體和碳纖維等原材料進行了詳細的研究和篩選，并對成型工藝進行了探索，確定了適用于前地板主板和梁VARI成型工藝用雙酚A型樹脂體系的最佳固化工藝為80℃/2h+110℃/2h+140℃/2h，按照此固化工藝制備的樹脂澆鑄體的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別為273.52MPa、128.12Mpa、17.17KJ/m

5、和138℃。對國產(chǎn)和進口T300級平紋碳纖維進行力學性能研究，確定了適用于前地板主板和梁VARI成型工藝用增強材料為進口T300級平紋碳纖維，且鋪層方式為[0°90°]4s。通過VARI工藝成型[0°90°]4s、[0°+45°90°?45°]2?、[+45°?45°]4s三種不同鋪層方式增強雙酚A型樹脂體系復合材料的力學性能的研究表明，以[0°90°]4s鋪層方式得到的復合材料力學性I東華大學碩士學位論文碳纖維復合材料汽車前地板工藝及性能研究能最優(yōu)，其拉伸強度、拉伸模量、彎曲強度、彎曲模量、層間剪切強度分別為8

6、96.46MPa和956.71MPa、49.82GPa和57.31GPa、815.93MPa和904.76MPa、45.33GPa和52.54GPa、52.58MPa和53.71MPa；本課題還采用先進復合材料熱壓罐成型工藝制備了汽車橫梁，對熱壓罐工藝成型T300級單向預浸料和不同鋪層間復合材料的力學性能進行了研究，結(jié)果表明以[0°90°]4s為最優(yōu)的鋪層方式，得到的復合材料力學性能最優(yōu)，其拉伸強度、拉伸模量、彎曲強度、彎曲模量、層間剪切強度分別為1236.58MPa、69.89GPa、1189.60MPa、65

7、.43GPa、84.26MPa。在獲得了前地板主板和梁用樹脂體系和碳纖維基本性能參數(shù)后，對VARI工藝成型前地板主板和梁的工藝進行了研究，并且成功制備了前地板主板和梁；采用金相顯微鏡測試了前地板主板的纖維體積含量為57.4%，并且在不同位置，纖維體積含量不同；在主板平板處，纖維體積含量為61%，在主板拐角處，纖維體積含量為53%。通過對膠接試驗的基礎(chǔ)性研究，確定了MAXLOKT6混合型結(jié)構(gòu)膠作為前地板膠接用結(jié)構(gòu)膠；對膠接完成后的前地板稱重，發(fā)現(xiàn)梁用VARI工藝和用熱壓罐工藝成型組裝的前地板重量分別為13.6kg和

8、14.8kg，相比于原金屬前地板，重量分別降低了49.63%和45.19%；對前地板進行剛度測試，結(jié)果表明前地板梁用VARI工藝成型的前地板的剛度與原金屬前地板剛度相當，而前地板梁用熱壓罐工藝成型的前地板的剛度約是其兩倍；最后對制備的前地板進行裝車試驗，并對II東華大學碩士學位論文碳纖維復合材料汽車前地板工藝及性能研究裝車后的白車身進行了模態(tài)測試，結(jié)果表明其與原金屬車身的