基于VARI的復(fù)合材料壓縮螺旋彈簧制備與性能研究.pdf

1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得丞洼王業(yè)盔堂或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志又_J’本研究所做的任伺貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：劈氮簽字同期：弘1蘭年7月％同學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解丞洼王些盍堂有關(guān)保留、使用學(xué)位

2、論文的規(guī)定。特授權(quán)云洼王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名簽字同期：7口lr年J月“門鏈寶J門II／拄Y日J(rèn)：加f夕年1月砒同摘要JIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIfY2757113壓縮螺旋彈簧在各行業(yè)有著廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)金屬材料

3、相比，纖維增強復(fù)合材料的各項性能優(yōu)異，在彈簧領(lǐng)域具有很廣闊的應(yīng)用前景，開發(fā)一種工藝過程簡單、可設(shè)計性強、最終性能優(yōu)異的復(fù)合材料螺旋彈簧制備方法具有重要意義。本文基于VAIL[工藝，提出一種采用兩步法制備碳纖維復(fù)合材料壓縮螺旋彈簧的新方法，對纖維增強體結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計與制備，對樹脂注射過程、簧絲及壓縮螺旋彈簧性能等問題進行了模擬與實驗研究。其主要研究內(nèi)容如下：針對三種簧絲用碳纖維增強體進行了研究，詳細闡述了其制備方法和原理，給出了纖維含量的

4、理論計算公式。同時研究了纖維增強體結(jié)構(gòu)及纖維含量對纖維和樹脂在簧絲截面上分布的影響，得出纖維含量越高，纖維集束之間的富樹脂區(qū)越少；當(dāng)纖維含量相同時，伸直平行增強體結(jié)構(gòu)的富樹脂區(qū)要少于合股加捻或包纏增強體結(jié)構(gòu)的富樹脂區(qū)。采用PAM—RTM軟件對高長徑比復(fù)合材料的樹脂填充過程進行了模擬，著重研究了孔隙率、樹脂注射壓力、樹脂粘度、模具管徑等參數(shù)對模擬過程的影響，并與實際樹脂填充過程相比較。研究表明，纖維集合體的孔隙率越大、注射壓力越大、樹脂粘

5、度越低，樹脂的填充速度越快，在模具直徑大于4mm、注射壓力高于03MPa、樹脂粘度不高于900mPaS、纖維體積含量不高于60％的情況下，可以實現(xiàn)較長試件的快速注射，所需注膠時間最高不超過2h。利用ABAQUS有限元軟件對鋼制彈簧和單向纖維復(fù)合材料彈簧進行壓縮模擬。研究表明，彈簧在受壓時，無論是常規(guī)鋼制彈簧還是復(fù)合材料彈簧，其簧絲截面內(nèi)應(yīng)力分布從整個彈簧上看，都是分布于截面外圍或兩側(cè)。采用合股加捻及包纏結(jié)構(gòu)增強體，同時將合股加捻的方向或