抗沖擊紡織材料和長(zhǎng)纖維增強(qiáng)聚丙烯結(jié)構(gòu)部件的制造

刊名：Procedia Engineering（英）

刊期：2011年第10期

作者：W.Hufenbach.et al

編譯：張亮

當(dāng)前設(shè)計(jì)汽車的抗沖擊結(jié)構(gòu)主要考慮使用金屬材料。然而，先進(jìn)的比能量吸收能力和較大的輕量化潛能使得纖維及紡織增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料也能夠成為上述車輛抗沖擊結(jié)構(gòu)的組成部分。本文以一種車身座椅骨架為例，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了以下兩方面研究：①制造和流程鏈的發(fā)展；②研究了結(jié)構(gòu)層次和數(shù)值建模，并進(jìn)行了碰撞和沖擊試驗(yàn)。基于混合紗線的紡織材料（如一種市售的2/ 2-斜紋紡織材料和一種新型的多層平板緯針織材料），研究了其與一種長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性材料相結(jié)合作為復(fù)雜承載結(jié)構(gòu)的一部分。分析了大批量生產(chǎn)這種結(jié)構(gòu)部件的制造工藝，一種完全自動(dòng)化的整體熱壓工藝已被開發(fā)。在這種自動(dòng)化熱壓工藝中，自動(dòng)操縱系統(tǒng)將經(jīng)過擠壓處理的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性材料和預(yù)熱的混合紗紡織材料放置于快速行程壓力機(jī)中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的周期為45s。最后，將碰撞載荷條件下的結(jié)構(gòu)評(píng)估與數(shù)值分析結(jié)果相對(duì)比及將最終研究結(jié)果在構(gòu)件和子結(jié)構(gòu)層級(jí)上進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示，相同制造成本下的結(jié)構(gòu)部件質(zhì)量減輕了2kg。