木復(fù)合材料熱粘彈性本構(gòu)研究與熱成形模擬.pdf

1、植物纖維復(fù)合材料由于其環(huán)保、價廉、量輕、可再生等優(yōu)點被用于轎車內(nèi)飾件中，并且得到了很大重視。然而在其熱成形過程常產(chǎn)生一些制品缺陷，目前仍處于依靠經(jīng)驗及試錯的方式尋求解決方案，導(dǎo)致了開發(fā)周期的延長及產(chǎn)品的質(zhì)量波動。本課題在國家重大科技專項的支持下，以汽車內(nèi)飾件復(fù)合材料的熱成形性能為中心，進行了比較系統(tǒng)的研究。
　　本文選擇PP木纖維復(fù)合材料為研究對象，通過大量常溫拉伸實驗及不同溫度、不同應(yīng)變速率下的高溫壓縮試驗積累了PP木纖維復(fù)合材

2、料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)，并總結(jié)了PP木纖維復(fù)合材料高溫力學(xué)行為的一些特點。結(jié)果表明，PP木纖維復(fù)合材料的力學(xué)響應(yīng)對溫度和應(yīng)變率都是敏感的，并且升高溫度與降低應(yīng)變率對PP木纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能有等效的影響。然后應(yīng)用聚合物材料的粘彈性基本原理，并結(jié)合PP木復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)出了內(nèi)飾件復(fù)合材料的粘彈性本構(gòu)，并分析了各個參數(shù)的物理意義。通過參數(shù)擬合，得到了模型的各個參數(shù)，模型中描述了溫度、應(yīng)變速率對汽車內(nèi)飾件復(fù)合材料的力學(xué)性能影響。利用該本構(gòu)模型模

3、擬了PP木纖維復(fù)合材料的熱壓縮實驗，理論計算所得應(yīng)力-應(yīng)變曲線與實驗結(jié)果吻合較好。
　　利用LS-DYNA軟件中的自定義材料模型接口UMAT，編程實現(xiàn)了本文提出的粘彈性材料模型。在LS-DYNA中對所建立的汽車內(nèi)飾件復(fù)合材料的模型進行壓縮實驗驗證，證明了本文所提材料模型在熱力耦合條件下的準(zhǔn)確性。最后用所建立的模型描述內(nèi)飾件復(fù)合材料的力學(xué)行為，對汽車復(fù)合材料內(nèi)飾件的熱成形性能進行評價，從而在一定程度上為汽車內(nèi)飾件的成形提供了參考，指