LGF/PP复合材料性能分析及车身应用研究

作     者：张南 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨旭静;张国富

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：车身轻量化 长玻纤增强复合材料 制备工艺 模压成型 

摘      要：车身轻量化是解决汽车能源消耗和环境污染的关键技术之一,对汽车工业的可持续发展具有重要意义。长玻璃纤维增强聚丙烯(LGF/PP)复合材料具有综合性能好、可设计性强、性价比高以及可回收利用等优点,被汽车行业广泛应用。本文通过材料的选择、制备、模压成型及其性能表现,确定了用于制备某车型轿车底护板的材料构成及工艺参数,验证了相关参数在实际应用中的可行性,建立了系统的研究流程及方法。具体的研究工作如下:(1)材料构成及制备工艺的力学性能影响分析。探索材料构成及制备工艺参数对LGF/PP复合材料力学性能的影响规律并获得较好的力学性能。本文采用气流成网工艺制备LGF/PP复合材料,阐述了生产设备关键部分的工作原理。采用气流成网工艺制备出不同玻璃纤维的质量分数及材料面密度的LGF/PP混合毡,并以抗拉强度和抗弯强度为评价指标,优化出良好的材料构成。(2)材料成型厚度及发泡程度对其拉伸及吸声性能的影响分析。研究了材料的成型厚度在1～8mm内变化时,其拉伸强度及弹性模量的变化规律,并结合SEM观察不同厚度试样的细观特征,分析LGF/PP复合材料的变化机理和规律。通过吸声测试,分析材料整体吸声性能在高低频区域随成型厚度的变化关系。最后结合力学性能及吸声性能表现得出较好的成型厚度值。(3)LGF/PP复合材料的模压成型与装车验证。根据模压成型工艺的特点制定工艺流程,并确定轿车底护板模压成型的工艺参数。根据前述章节得出的材料构成及成型厚度,通过模压成型工艺制备轿车底护板,之后对其成型的常见缺陷进行分析并提出相应解决措施,最后进行装车测试验证其可行性。