玻纖增強聚丙烯注塑發(fā)泡及在汽車結構件上的應用研究
發(fā)布時間:2021-11-20 15:57
纖維增強塑料,是指在聚合物材料基材中添加纖維作為填料,以大幅度提高材料的機械性能。隨著新能源汽車的推廣,汽車輕量化是實現(xiàn)新能源汽車續(xù)航里程提高這一目標的方法之一,因此新材料新工藝的運用至關重要。纖維增強塑料注塑發(fā)泡成型技術,是在傳統(tǒng)注塑成型的基礎上引入發(fā)泡工藝,使注塑產(chǎn)品的內(nèi)部含有微小泡孔,減輕產(chǎn)品質量,實現(xiàn)零部件輕量化的技術。本課題對長玻纖增強聚丙烯注塑發(fā)泡成型工藝進行深入研究,并對樣條的各工藝進行實驗,探究成型過程和主要工藝因素對發(fā)泡材料力學性能及微觀結構的影響;對注塑發(fā)泡長玻纖增強聚丙烯標準樣條進行聯(lián)合仿真,即先進行注塑發(fā)泡成型數(shù)值模擬,再將注塑發(fā)泡成型數(shù)值模擬結果映射到動力學仿真模型上,提高動力學仿真的精確度。然后,將上述兩種仿真方法應用到注塑發(fā)泡汽車換擋支架的開發(fā)中,減輕支架質量、減少材料用量,縮短其開發(fā)周期,降低時間成本。依據(jù)仿真結果,進行了汽車換擋支架模具設計、開模,并注塑發(fā)泡成型得到換擋支架成品,并完成相關產(chǎn)品測試。研究內(nèi)容與具體成果如下:(1)選用了四種PP材料通過調(diào)整參數(shù),探究注塑發(fā)泡成型工藝對標準樣條的力學性能和微觀結構的影響規(guī)律,并對工藝進行了優(yōu)化。研究表明:熔...
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1聚合物發(fā)泡成型過華琢意閨??Fig.?1-1?The?schematic?diagram?of?a?typical?foaming?process??
?華南理工大學碩士學位論文???,?ScCOi??b)連續(xù)擠出發(fā)泡????^cN,??—?ip|——??—??■?獵??C-?□??c)?a.塑發(fā)袍??圖1-2三種不同發(fā)泡工藝裝置圖??Fig.?1?-2?Three?kinds?of?polymer?foaming?process??1.3.2微孔注塑發(fā)泡成型優(yōu)勢??傳統(tǒng)發(fā)泡材料和微孔注塑發(fā)泡材料的性能差異主要是由泡孔尺寸決定的。微孔注塑??發(fā)泡相較于傳統(tǒng)發(fā)泡在成型周期、壁厚控制等方面具有明顯優(yōu)勢,其主要優(yōu)點具體如下??[39].??1)結構優(yōu)化:富氣體熔體的黏度降低,使原先難以充填的位置變得易于充填,通過重新??設計薄壁結構,產(chǎn)生細小的泡孔。??2)降低能耗:微孔注射成型可以用于生產(chǎn)那些因流動限制而難以完全充模的薄壁未發(fā)??泡注塑件,從而解決鎖模力下降或注塑壓力受限的問題。??3)工藝優(yōu)化:微孔注射成型可以僅充模但不發(fā)泡,囡為富氣體熔體的黏度大降低了。??4)產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性提高:微孔注射成型解決了絕大部分尺寸穩(wěn)定性相關的問題,如凹??痕、不平、翹曲和注射成型后的殘余應力。??5)成型周期變短:微孔注塑成型過程中無保壓階段,或保壓時間大幅度減少,微孔注射??6??
?華南理工大學碩士學位論文???rP"??c):注塑機機筒??圖2-1?220t發(fā)泡法塑機??Fig.?2-1?220t?Microcellular?injection?molding?machine??圖2-2標準測試樣條示意圖??Fig.2-2?Samples?of?microcellular?injection?molding??第二部分:注塑發(fā)泡樣條測試階段??(1)臺式電子萬能試驗機:型;號5566屬猶,Instron公司。??(2)場發(fā)射掃描電鏡???Quanta2〇0,美屬FEI公司。。??(3)差示掃播量熱儀:DSC2〇4,德國Netzsch公司:。??(4)纖維長度分布測量儀:FASEP?ECO?System?7062069C,德國IDM公司。??第三部分:注塑發(fā)泡換擋支架實驗階段??(1)N2:鋼瓶裝,由珠海成功氣體工業(yè)公苛提供,純度99?.9%。??(2)注塑機:HAITIAN?JU450?2250?(鎖模力?450t)。??(3)超臨界流體傳輸系統(tǒng):MuCell.?Processes超臨界流體傳輸系統(tǒng),美國TREXEL公??司,型號SIIT200。??(4)樣件模具結構:后文有專門章節(jié)介紹具體結構。??汽車換擋支架產(chǎn)品測試內(nèi)容交由專業(yè)供應商測試,專業(yè)測試設備在5.3.2節(jié)有相關??介紹。??14??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]玻纖增強聚丙烯復合材料研究進展[J]. 萬炳甲,王明義. 工程塑料應用. 2019(11)
[2]新能源汽車輕量化概述[J]. 門立忠. 汽車工程師. 2019(06)
[3]先進熱塑性復合材料在大型客機結構零件領域的應用及其制造技術[J]. 楊洋,見雪珍,袁協(xié)堯,徐捷,王洪恩,劉衛(wèi)平. 玻璃鋼. 2017(04)
[4]鋰離子電池機械完整性研究現(xiàn)狀和展望[J]. 許駿,王璐冰,劉冰河. 汽車安全與節(jié)能學報. 2017(01)
[5]汽車輕量化及鋁合金在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中的應用[J]. 鄭暉,趙曦雅. 鍛壓技術. 2016(02)
[6]汽車輕量化技術的研究與進展[J]. 范子杰,桂良進,蘇瑞意. 汽車安全與節(jié)能學報. 2014(01)
[7]長纖維增強熱塑性塑料制品技術及應用進展[J]. 郭金明,談述戰(zhàn),于水,王德禧. 塑料. 2013(06)
[8]汽車材料的革新[J]. 蘇文. 汽車與配件. 2013(50)
[9]關于新能源汽車的文獻綜述[J]. 林維奇,陳啟杰. 特區(qū)經(jīng)濟. 2012(11)
[10]長玻纖增強塑料在汽車上的應用研究[J]. 林斗麗. 輕型汽車技術. 2010(Z4)
博士論文
[1]不確定性條件下的汽車結構拓撲優(yōu)化設計研究[D]. 趙清海.北京理工大學 2016
[2]注塑模具設計與制造標準化體系的研究[D]. 宋滿倉.大連理工大學 2005
碩士論文
[1]LFT浸漬模具及纖維預處理裝置的開發(fā)及性能研究[D]. 郝曉霞.北京化工大學 2018
[2]玻璃纖維增強塑料的前端模塊剛度仿真精度研究[D]. 譚龍檢.湖南大學 2018
[3]長玻纖增強聚丙烯注塑成型的研究[D]. 李夢.北京化工大學 2017
[4]碳纖維復合材料保險杠優(yōu)化設計及其性能研究[D]. 童小偉.武漢理工大學 2017
[5]發(fā)動機散熱風扇罩注塑成型工藝優(yōu)化設計與研究[D]. 李銳傳.華南理工大學 2016
[6]微孔注塑噴嘴的設計及工藝參數(shù)的優(yōu)化研究[D]. 靳新濤.吉林大學 2014
[7]BYD公司新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 趙亮.山東大學 2013
[8]玻璃纖維增強塑料汽車前端模塊結構設計和工藝優(yōu)化[D]. 王爽.重慶大學 2013
[9]模具設計過程管理技術研究[D]. 李琴.華中科技大學 2007
本文編號:3507663
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1聚合物發(fā)泡成型過華琢意閨??Fig.?1-1?The?schematic?diagram?of?a?typical?foaming?process??
?華南理工大學碩士學位論文???,?ScCOi??b)連續(xù)擠出發(fā)泡????^cN,??—?ip|——??—??■?獵??C-?□??c)?a.塑發(fā)袍??圖1-2三種不同發(fā)泡工藝裝置圖??Fig.?1?-2?Three?kinds?of?polymer?foaming?process??1.3.2微孔注塑發(fā)泡成型優(yōu)勢??傳統(tǒng)發(fā)泡材料和微孔注塑發(fā)泡材料的性能差異主要是由泡孔尺寸決定的。微孔注塑??發(fā)泡相較于傳統(tǒng)發(fā)泡在成型周期、壁厚控制等方面具有明顯優(yōu)勢,其主要優(yōu)點具體如下??[39].??1)結構優(yōu)化:富氣體熔體的黏度降低,使原先難以充填的位置變得易于充填,通過重新??設計薄壁結構,產(chǎn)生細小的泡孔。??2)降低能耗:微孔注射成型可以用于生產(chǎn)那些因流動限制而難以完全充模的薄壁未發(fā)??泡注塑件,從而解決鎖模力下降或注塑壓力受限的問題。??3)工藝優(yōu)化:微孔注射成型可以僅充模但不發(fā)泡,囡為富氣體熔體的黏度大降低了。??4)產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性提高:微孔注射成型解決了絕大部分尺寸穩(wěn)定性相關的問題,如凹??痕、不平、翹曲和注射成型后的殘余應力。??5)成型周期變短:微孔注塑成型過程中無保壓階段,或保壓時間大幅度減少,微孔注射??6??
?華南理工大學碩士學位論文???rP"??c):注塑機機筒??圖2-1?220t發(fā)泡法塑機??Fig.?2-1?220t?Microcellular?injection?molding?machine??圖2-2標準測試樣條示意圖??Fig.2-2?Samples?of?microcellular?injection?molding??第二部分:注塑發(fā)泡樣條測試階段??(1)臺式電子萬能試驗機:型;號5566屬猶,Instron公司。??(2)場發(fā)射掃描電鏡???Quanta2〇0,美屬FEI公司。。??(3)差示掃播量熱儀:DSC2〇4,德國Netzsch公司:。??(4)纖維長度分布測量儀:FASEP?ECO?System?7062069C,德國IDM公司。??第三部分:注塑發(fā)泡換擋支架實驗階段??(1)N2:鋼瓶裝,由珠海成功氣體工業(yè)公苛提供,純度99?.9%。??(2)注塑機:HAITIAN?JU450?2250?(鎖模力?450t)。??(3)超臨界流體傳輸系統(tǒng):MuCell.?Processes超臨界流體傳輸系統(tǒng),美國TREXEL公??司,型號SIIT200。??(4)樣件模具結構:后文有專門章節(jié)介紹具體結構。??汽車換擋支架產(chǎn)品測試內(nèi)容交由專業(yè)供應商測試,專業(yè)測試設備在5.3.2節(jié)有相關??介紹。??14??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]玻纖增強聚丙烯復合材料研究進展[J]. 萬炳甲,王明義. 工程塑料應用. 2019(11)
[2]新能源汽車輕量化概述[J]. 門立忠. 汽車工程師. 2019(06)
[3]先進熱塑性復合材料在大型客機結構零件領域的應用及其制造技術[J]. 楊洋,見雪珍,袁協(xié)堯,徐捷,王洪恩,劉衛(wèi)平. 玻璃鋼. 2017(04)
[4]鋰離子電池機械完整性研究現(xiàn)狀和展望[J]. 許駿,王璐冰,劉冰河. 汽車安全與節(jié)能學報. 2017(01)
[5]汽車輕量化及鋁合金在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中的應用[J]. 鄭暉,趙曦雅. 鍛壓技術. 2016(02)
[6]汽車輕量化技術的研究與進展[J]. 范子杰,桂良進,蘇瑞意. 汽車安全與節(jié)能學報. 2014(01)
[7]長纖維增強熱塑性塑料制品技術及應用進展[J]. 郭金明,談述戰(zhàn),于水,王德禧. 塑料. 2013(06)
[8]汽車材料的革新[J]. 蘇文. 汽車與配件. 2013(50)
[9]關于新能源汽車的文獻綜述[J]. 林維奇,陳啟杰. 特區(qū)經(jīng)濟. 2012(11)
[10]長玻纖增強塑料在汽車上的應用研究[J]. 林斗麗. 輕型汽車技術. 2010(Z4)
博士論文
[1]不確定性條件下的汽車結構拓撲優(yōu)化設計研究[D]. 趙清海.北京理工大學 2016
[2]注塑模具設計與制造標準化體系的研究[D]. 宋滿倉.大連理工大學 2005
碩士論文
[1]LFT浸漬模具及纖維預處理裝置的開發(fā)及性能研究[D]. 郝曉霞.北京化工大學 2018
[2]玻璃纖維增強塑料的前端模塊剛度仿真精度研究[D]. 譚龍檢.湖南大學 2018
[3]長玻纖增強聚丙烯注塑成型的研究[D]. 李夢.北京化工大學 2017
[4]碳纖維復合材料保險杠優(yōu)化設計及其性能研究[D]. 童小偉.武漢理工大學 2017
[5]發(fā)動機散熱風扇罩注塑成型工藝優(yōu)化設計與研究[D]. 李銳傳.華南理工大學 2016
[6]微孔注塑噴嘴的設計及工藝參數(shù)的優(yōu)化研究[D]. 靳新濤.吉林大學 2014
[7]BYD公司新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 趙亮.山東大學 2013
[8]玻璃纖維增強塑料汽車前端模塊結構設計和工藝優(yōu)化[D]. 王爽.重慶大學 2013
[9]模具設計過程管理技術研究[D]. 李琴.華中科技大學 2007
本文編號:3507663
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