木復(fù)合材料熱粘彈性本構(gòu)研究與熱成形模擬.pdf_第1頁
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文檔簡介

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

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