文献类型：会议

作　　者：石宪章 宋佩骏 黄明 刘春太

作者单位：郑州大学橡塑模具国家工程研究中心材料成型及模具技术教育部重点实验室

基　　金：国家自然科学基金重点项目:碳纤维增强热塑性树脂复合材料制备成型的应用基础研究(U1604253);河南省科技攻关基金项目:单向带纤维增强热塑性复合材料汽车零部件成型制造和性能预测(182102210008)

会议文献：2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）

会议名称：2018年全国固体力学学术会议

会议日期：20181123

会议地点：中国黑龙江哈尔滨

主办单位：中国力学学会固体力学专业委员会;国家自然科学基金委员会数理科学部

出版日期：20181100

学会名称：中国力学学会

语　　种：中文

摘　　要：针对汽车轻量化迫切需求和传统热固性碳纤维复合材料制造周期长、成本高及无法回收困局,碳纤维热塑性复合材料成为技术和学术关注的前沿,但面临着热塑性树脂的预浸和材料力学性能预测等问题。研究工作首先自主开发了碳纤维宽展-上浆-预浸一体化处理工艺及装备,能够满足不同树脂基体对碳纤维界面相容性的要求;其次针对CAE分析中复合材料参数计算及材料方向设置问题进行研究,一是针对单向带复合材料,以Eshelby等效夹杂理论为基础,基于Tandon-weng模型开发单向取向复合材料弹性常数计算程序,配合ANSYS的CAP模块可以确定多层复合材料的弹性模量、剪切模量、泊松比等,并利用单向带制品模压成型的特点,提出了一种简便计算材料方向的方法,解决了CAE分析中材料参数设置和单元坐标系设定的问题;二是针对注塑成型的复合材料制品,提出了一种将模流分析中单元的材料参数匹配到ANSYS结构分析单元上的方法。采用此方法,对单向带模压成型的汽车前顶梁进行了结构分析,并设计出了满足力学性能、减质减重要求的制品。在此基础上,自主开发了独有的热塑性碳纤维汽车结构件热压模具和成型工艺,并制造出了第一个碳纤维增强热塑性复合材料汽车横梁。

关 键 词：碳纤维增强热塑性复合材料  Tandon-weng模型  热塑性预浸  热压成型

分 类 号：TB332[材料类] TQ327.3] U465.6]