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长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料模压成型工艺研究
| 论文题名： | 长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料模压成型工艺研究 |
| 关键词： | 车身轻量化;复合材料;长玻璃纤维;聚丙烯;模压成型工艺;力学性能 |
| 摘要： | 车身轻量化对汽车行业的可持续发展有着重大意义，随着能源与环境问题的日益严重，复合材料的应用作为车身轻量化的一个有效途径得到了越来越多的重视。长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(LGFRPP)与传统的热固性树脂基复合材料相比成本低廉、可回收性好，并且其力学性能也比短纤增强复合材料有所提高，因此其在汽车车身上的应用范围从内饰件逐渐向承力零件拓展。热模压成型是LGFRPP材料所广泛采用的一种成型工艺，其生产效率高，尺寸精度好。本文针对LGFRPP材料的模压工艺进行了深入的研究，以提高模压件的力学性能及成型质量为目的，主要开展了以下工作： 以模压件的拉伸强度及弯曲强度作为评价指标，采取正交旋转组合试验设计以及响应面法研究预热温度、预热时间、压力以及保压时间四个工艺参数对评价指标的影响，构建评价指标关于工艺参数的响应面模型，结合方差分析方法比较各工艺参数对评价指标的贡献率，并对单因素效应以及两因素交互效应进行分析，采用NSGA-II算法对响应面模型进行多目标寻优求解，优化后的工艺参数组合为：预热温度215.5℃，预热时间16min，压力3.8MPa，保压时间3min。 结合优化的模压工艺参数，将LGFRPP材料应用于轿车底护板，采用专用的热压成型模具，并设置合理的预热温度、预热时间、压力、加压时机及速度、保压时间等，制定出一套完整的工艺方案。通过对模压的底护板进行力学性能检测验证了本文模压工艺参数设置的合理性，并对实际试验中出现的一些常见质量缺陷进行总结与分析。 研究结果表明，考虑多因素间的交互作用所得到的优化工艺参数组合能使模压件的力学性能进一步提高，将其应用于工程实际中，通过对LGFRPP材料模压工艺的系统研究，开发出的轿车底护板力学性能及表面质量都能达到较高水平，符合轻量化要求，对将其进一步应用于结构件具有重要的理论指导意义。 |
| 作者： | 胡章平 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨旭静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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