玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性材料的成形性研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在航空航天、汽車、電力、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，特別是玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（GMT）與其他材料如注塑成型復(fù)合材料、薄板成型復(fù)合材料、金屬等相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，如加工時(shí)間短、比強(qiáng)度高、可回收利用、重量輕、高剛性等，能夠達(dá)到減重、減震、降噪目的，在汽車行業(yè)的應(yīng)用也越來(lái)越廣。玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（GMT）的應(yīng)用80％以上都用于汽車行業(yè)，如汽車的車身、汽車的前端模塊、汽車座椅骨架、汽車的前后橫梁、保險(xiǎn)杠、電

2、池托架、儀表板等。GMT材料成型簡(jiǎn)單成本低，利于專業(yè)化、大批量生產(chǎn)，研究其成形性具有重要意義。本文通過(guò)熱沖壓成型實(shí)驗(yàn)以及沖壓成型有限元模擬，研究了GMT材料的成形性。
　　首先，根據(jù)美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)玻璃纖維氈增強(qiáng)聚丙烯（GMT-PP）以及玻璃纖維氈增強(qiáng)聚酰胺（GMT-PA）進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)以及彎曲實(shí)驗(yàn)，并對(duì)試樣上的載荷與試樣的長(zhǎng)度信息進(jìn)行采集，分析了不同溫度下拉伸力的大小與拉伸長(zhǎng)度的關(guān)系，計(jì)算了拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、彎曲強(qiáng)度、彎曲模

3、量等材料力學(xué)參數(shù)，為成形性實(shí)驗(yàn)以及有限元模擬提供了參考。
　　其次，選取基體材料為PA和PP的兩種GMT材料，進(jìn)行了沖壓成型實(shí)驗(yàn)。以溫度作為變量，研究不同溫度下材料能夠成形的成形極限。為了保證沖壓實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)了沖壓的模具并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，分析了溫度、沖壓深度等因素對(duì)GMT成形性的影響。
　　第三，基于有限元軟件ABAQUS，根據(jù)粘彈性理論及GMT的力學(xué)性能參數(shù)，對(duì)GMT-PP進(jìn)行了沖壓成型模擬，得到了沖壓深度與沖壓力關(guān)系