【摘要】：隨著汽車總量的大幅上升,能源消耗和環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)峻。汽車的輕量化發(fā)展成為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,促進(jìn)綠色環(huán)保要求的有力保障,也是汽車產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向之一。碳纖維復(fù)合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic)因其具有比強(qiáng)度高、比剛度高、密度小、熱膨脹系數(shù)小以及尺寸、穩(wěn)定性好等特點(diǎn),使得它得到了廣泛應(yīng)用。由于汽車零部件的生產(chǎn)需要滿足大批量使用,所以研究CFRP復(fù)合材料的板材制備及其成型性能測試是十分必要的。本文進(jìn)行CFRP及Al/CFRP板材的軋制制備及對(duì)所得層合板進(jìn)行成型性能研究,主要包括以下幾部分研究內(nèi)容:通過差示掃描量熱法(DSC)對(duì)碳纖維/環(huán)氧預(yù)浸料進(jìn)行動(dòng)態(tài)、恒溫掃描,分析各階段放熱特征溫度,結(jié)合預(yù)浸料典型固化工藝確定軋制固化方案,采用軋制-固化,預(yù)固化-軋制-后固化,固化-軋制三種方法制備了CFRP復(fù)合板。通過現(xiàn)有設(shè)備和模具對(duì)板材進(jìn)行了拉伸、彎曲性能實(shí)驗(yàn),結(jié)合金相顯微鏡和SEM掃描電鏡觀察了試樣斷面顯微組織,并對(duì)實(shí)驗(yàn)后試件的破壞情況及力學(xué)性能與熱壓罐工藝所得同類板材進(jìn)行了對(duì)比分析。利用模具進(jìn)行了CFRP板材的拉深成形實(shí)驗(yàn),采用正交試驗(yàn)研究了沖壓溫度、壓下量和軋制工藝三種因素對(duì)試樣成形性的影響,并對(duì)試件的成形情況通過宏觀觀察的方式進(jìn)行了分析,也對(duì)實(shí)驗(yàn)所得不同拉深力-行程曲線進(jìn)行了對(duì)比分析。采用軋制方法制備了Al/CFRP層合板,為了改善鋁合金表面與樹脂間膠接性,分別采用機(jī)械打磨、化學(xué)清洗和陽極氧化的方法對(duì)鋁板表面進(jìn)行預(yù)處理,結(jié)合彎曲實(shí)驗(yàn)考察了不同表面處理工藝及壓下量對(duì)層板彎曲力學(xué)性能的影響,并對(duì)其微觀組織形貌進(jìn)行了分析研究。本文采用實(shí)驗(yàn)研究的方法,利用軋制工藝制備了CFRP及Al/CFRP板材,并對(duì)板材的力學(xué)性能、拉深成形性以及與金屬軋制復(fù)合等方面進(jìn)行了分析研究,為復(fù)合材料的新型快速成型工藝提供一定參考。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB33
【圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文成不同的復(fù)合材料[5]，主要有以下幾種。（1）按用途分類 可分為結(jié)構(gòu)和功能復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中的增強(qiáng)體主要成承載載荷的任務(wù)，基體與增強(qiáng)體相互潤濕且傳遞載荷。功能復(fù)合材料還處于發(fā)初期，具有良好的應(yīng)用潛質(zhì)。（2）按基體類型分類 非金屬基體的復(fù)合材料主要包括樹脂基、陶瓷基和碳基復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材料是一種高分子聚合物，基體樹脂主要有熱固性和熱塑兩大類。其中熱固性樹脂固化后變?yōu)橛操|(zhì)態(tài)，加熱后不組織發(fā)生變化，固化過程可逆。而熱塑性樹脂在高溫下可以轉(zhuǎn)變?yōu)槿谌蹜B(tài)，固化過程可逆。金屬基復(fù)合材的基體主要是密度低的鋁合金、鈦合金等。常用復(fù)合材料按基體類型分類如圖 1示。（3）按增強(qiáng)體分類 依據(jù)增強(qiáng)體形態(tài)可以分為顆粒、纖維、晶須等，如圖 1示，按增強(qiáng)作用的機(jī)制，可分為彌散和顆粒增強(qiáng)；按板材使用材料的差異，可以為紙纖維和布纖維等。

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文成不同的復(fù)合材料[5]，主要有以下幾種。（1）按用途分類 可分為結(jié)構(gòu)和功能復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中的增強(qiáng)體主要成承載載荷的任務(wù)，基體與增強(qiáng)體相互潤濕且傳遞載荷。功能復(fù)合材料還處于發(fā)初期，具有良好的應(yīng)用潛質(zhì)。（2）按基體類型分類 非金屬基體的復(fù)合材料主要包括樹脂基、陶瓷基和碳基復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材料是一種高分子聚合物，基體樹脂主要有熱固性和熱塑兩大類。其中熱固性樹脂固化后變?yōu)橛操|(zhì)態(tài)，加熱后不組織發(fā)生變化，固化過程可逆。而熱塑性樹脂在高溫下可以轉(zhuǎn)變?yōu)槿谌蹜B(tài)，固化過程可逆。金屬基復(fù)合材的基體主要是密度低的鋁合金、鈦合金等。常用復(fù)合材料按基體類型分類如圖 1示。（3）按增強(qiáng)體分類 依據(jù)增強(qiáng)體形態(tài)可以分為顆粒、纖維、晶須等，如圖 1示，按增強(qiáng)作用的機(jī)制，可分為彌散和顆粒增強(qiáng)；按板材使用材料的差異，可以為紙纖維和布纖維等。

概念車“Smart forvision年的 Fakuma 塑料展會(huì)上特材料 Ultramid 制造目前 CFRP 材料價(jià)格較為昂貴圖 1-3 BMW i8 CFRP 車身mart ”是全球第一輛使用熱塑性材料輪轂塑料展會(huì)上，巴斯夫公司展出了這種車輪。該制造，質(zhì)量大約為 6kg，比普通鋁合金車輪輕圖 1-4 智能概念車材料價(jià)格較為昂貴，使得其在一般汽車中的應(yīng)用受到材料輪轂的汽車該車輪采鋁合金車輪輕 30使得其在一般汽車中的應(yīng)用受到

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2784618