隨著近幾年世界各國汽車輕量化腳步的逐漸加緊,汽車材料的研發(fā)也緊跟輕量化的步伐。盡管傳統(tǒng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料輕量化效果出眾,但其昂貴的材料成本及相對低效的成型效率極大地限制了復(fù)合材料在汽車減重上的應(yīng)用。因此本文基于車企傳統(tǒng)四大制造工藝之一的沖壓工藝設(shè)計(jì)了新型的Al/SRPP和Al/UHMWPE纖維金屬層板并研究了兩種層板的沖壓成形性能。通過沿0°、45°與90°纖維方向的單向拉伸試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料層的各向異性造成了Al/SRPP和Al/UHMWPE纖維金屬層板沿板面表現(xiàn)出較大的面內(nèi)各向異性。利用Hollomon方程能夠很好地?cái)M合得到Al/SRPP與Al/UHMWPE層板的本構(gòu)方程。拉深試驗(yàn)表明,Al/SRPP與Al/UHMWPE層板的極限拉深比分別為2.2和2.4,達(dá)到中等強(qiáng)度鋁合金板材的拉深性能。層板的面內(nèi)各向異性導(dǎo)致Al/SRPP與Al/UHMWPE層板在拉深后均產(chǎn)生不同程度的制耳現(xiàn)象。對拉深后的杯形試樣內(nèi)部超聲探傷后發(fā)現(xiàn)所有試樣的粘接情況良好,無明顯孔洞、脫粘或斷裂情況。此外,通過擴(kuò)孔試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Al/SRPP與Al/UHMWPE層板的極限擴(kuò)孔率分別為42.5%和60.7%,Al/UHMW... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

BMWi3“LifeDrive”模塊架構(gòu)及車身零部件爆炸圖

濕法模壓工藝(Wet Compression Molding, WCM)制造，而剩余的 2 件采用泡沫夾芯 RTM 造。大面積復(fù)材使用使得 i3 車身重量減輕至 180 千克左右，同時(shí)也提升了車輛的燃油經(jīng)操控性。而國內(nèi)目前位于江蘇蘇州的前途汽車在車身輕量化材料量產(chǎn)車應(yīng)用方面走在了列。在 2017 年全國節(jié)能與新能源汽車成果展上，前途汽車展示了其利用快速多孔注入壓(RMCP)工藝生產(chǎn)的電動(dòng)跑車 K50 的碳纖維車身覆蓋件及復(fù)合材料模壓生產(chǎn)工藝(圖 1.2)馬和前途采用的世界最先進(jìn)的閉模模壓工藝的生產(chǎn)節(jié)拍約 3 ~ 4 分鐘一個(gè)制件，相比于金沖壓件平均 4 秒一個(gè)件的成形速度，碳纖維復(fù)合材料部件的生產(chǎn)制備效率明顯低得多圖 1.1 BMW i3 “LifeDrive”模塊架構(gòu)及車身零部件爆炸圖

圖 1.3 纖維金屬層板結(jié)構(gòu)圖維及增強(qiáng)體介紹維——玻璃纖維Fiber, Gf)，簡稱玻纖，是最早開發(fā)并應(yīng)用的一種性能生產(chǎn)成本低、拉伸強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕性能好及沖擊復(fù)合材料制品[26,27]。E-玻纖、S-2 玻纖和石英玻纖是格最低廉，有較高的拉伸強(qiáng)度(約 3447 MPa)和彈性模81MPa，彈性模量為 86.9GPa，價(jià)格較貴，但在高溫石英纖維由高純度的 SiO2構(gòu)成，具有優(yōu)良的介電性砂、石灰?guī)r、硼酸和其他微量成分(黏土、煤炭和螢石融狀態(tài)，后續(xù)可選擇先將熔融態(tài)的玻璃冷卻制成玻璃的原絲(稱為鍋爐法工藝)，或者選擇直接熔融后制成高到 1260 °C 左右時(shí)，熔融態(tài)的玻璃以約 55 m/s 的用水或噴射空氣快速冷卻原絲得到無定形結(jié)構(gòu)的玻璃

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國超高分子量聚乙烯的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J]. 張文媛.  當(dāng)代石油石化. 2017(09)
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博士論文
[1]成形極限圖的獲取方法與其在金屬板料成形中的應(yīng)用[D]. 王輝.南京航空航天大學(xué) 2011

碩士論文
[1]單聚合物復(fù)合材料模內(nèi)自增強(qiáng)成型特性的研究[D]. 楊磊.大連理工大學(xué) 2016
[2]GLARE層板力學(xué)性能的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 杜丹丹.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]輕質(zhì)材料應(yīng)用于汽車輪轂的輕量化技術(shù)研究[D]. 孫文龍.北京理工大學(xué) 2016
[4]碳纖維復(fù)合材料汽車前地板成型工藝及性能研究[D]. 丁小馬.東華大學(xué) 2015
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[6]含塑性單層的纖維金屬層板的層間應(yīng)力與本構(gòu)關(guān)系研究[D]. 趙亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3447147