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用于汽車鋼板彈簧的納米纖維復(fù)合材料

在納米纖維素復(fù)合材料中，納米纖維均勻地分散在整個復(fù)合材料中。納米纖維素復(fù)合材料在環(huán)氧樹脂基體的三維分層下，有效地通過剪切變形而提高了材料的韌性和抗裂紋擴展性。這些納米纖維被連接在玻璃纖維疊層之間，可顯著提高復(fù)合材料體系的抗分層性和斷裂韌性，這也顯著改善了復(fù)合材料的強度、剛度等動態(tài)力學(xué)特性。

基于有限元分析進行了納米纖維素復(fù)合材料鋼板簧的非線性靜態(tài)分析和模態(tài)分析，以評價納米纖維素復(fù)合材料鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)振動特性（即固有頻率和振型），分析其諧振的可能性。模態(tài)分析證實，該鋼板彈簧模態(tài)頻率非常高，沒有發(fā)生共振，可以較大程度改善車輛動力學(xué)的性能。基于有限元線性靜態(tài)分析，分析了納米纖維素復(fù)合材料鋼板彈簧的主應(yīng)力和最大撓度。最大撓度分析證實，該鋼板彈簧的剛度超過了傳統(tǒng)鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)剛度，因為傳統(tǒng)鋼板彈簧大量的彎曲和扭轉(zhuǎn)發(fā)生在其端部，這顯著影響了其在滿負荷下的彈性特性和功能。而納米纖維素復(fù)合材料鋼板彈簧在不增加應(yīng)力水平的同時，其在剛度上得到了顯著提高，同時也增強了其安全性與承載能力。

通有限元分析結(jié)果顯示，納米纖維素復(fù)合材料鋼板彈簧的拉伸彈性模量得到28%的改善，撓曲模量得到23%的改善。在沖擊試驗中，納米纖維素復(fù)合材料鋼板彈簧沖擊強度得到48%的改善。模態(tài)分析表明，納米纖維素復(fù)合材料鋼板彈簧在彎曲和扭轉(zhuǎn)變形中表現(xiàn)出的優(yōu)異性能，顯示出納米纖維素復(fù)合材料的有效強化機制。

刊名：Int.J·Plast Technology（英）

刊期：2014年第3期

作者：P.Sanoj.K. Balasubramanian

編譯：孫堅