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碳/玻璃纤维增强汽车大型面板件注塑成型工艺及性能研究
| 论文题名： | 碳/玻璃纤维增强汽车大型面板件注塑成型工艺及性能研究 |
| 关键词： | 汽车轻量化;碳/玻璃纤维增强复合材料;大型面板件;纤维取向;翘曲变形;注塑成型 |
| 摘要： | 随着汽车工业领域的不断发展和创新，汽车轻量化已成为研究热点，然而汽车轻量化首先考虑的是新的轻型材料的开发和应用，于是碳纤维增强复合材料进入了我们的视野。碳纤维增强复合材料很大程度上可以满足我们轻量化及性能要求，但是纤维取向给我们带来了新的问题，取向状态的不同会对我们产品收缩不均、翘曲变形等一系列缺陷。注塑成型过程中填充阶段至关重要，温度的变化会引起塑料分子链的结构改变、纤维取向的改变，而这些改变都将直接影响制品质量。 本文以汽车大型面板件为研究对象，碳纤维和玻璃纤维增强复合材料注塑成型工艺及性能研究。首先对碳纤维和玻璃纤维增强复合材料注塑成型机理进行分析，通过实例进行纤维模拟，在不同浇口位置和不同填充速率下对碳纤维和玻璃纤维的纤维取向进行数值模拟分析。其次通过Minitab对工艺参数筛选，筛选出模具温度、注射时间、V/P转换、冷却温度为主要影响因子，运用响应曲面法和正交试验法对筛选出的主要工艺参数进行优化，以各参数变化安排试验，以翘曲变形为研究指标，得出各工艺参数对翘曲变形的显著性，得出碳纤维增强其结果为：保压压力>注射时间>保压时间>熔体温度。玻璃纤维增强其结果为：保压时间>注射时间>保压压力>熔体温度，并找出最佳工艺参数组合。对纤维含量进行单因素试验，得出纤维含量的变化对翘曲变形的影响，在相同纤维含量为30％条件下得出碳纤维和玻璃纤维对翘曲变形值。最后对填充滑石粉改善塑料性能进行了研究，得出不同滑石粉含量对收缩率的影响规律；对汽车内饰件常用的材料PP、PP+PE、PC、PA66、PC+ABS进行数值模拟研究，在相同的工艺参数条件下加入相同的30%碳纤维/玻璃纤维进行模拟分析，得出所有变形、冷却变形、收缩变形、取向变形和最大剪应力（翘曲）模拟值。对实际生产的制品进行拉伸试验，在拉伸机下得出其最大载荷、断裂伸长率，并计算出其抗拉强度。 |
| 作者： | 杨波 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 孙玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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