各向同性CFRP的制备及其力学性能研究

发布时间：2025-06-28 06:31

　　近年来,世界各国对环境污染、汽车排放量的高度重视对汽车制造业提出了更高的要求。汽车轻量化成为当下全球汽车工业技术研发的必然趋势。碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)是轻量化材料中不可或缺的关键材料之一。CFRP作为一种先进的复合材料,具有质轻高强、优异的耐疲劳、抗腐蚀性能和易于加工成型等优点,运用在汽车产业中可降低油耗、减少排放和提高新能源汽车续航里程行。但CFRP的发展受限于材料高昂的制造成本、生产工艺庞杂、循环使用率低等因素,在国内尚未应用于量产车型;且目前CFRP的工业应用多以二维编织碳纤维布或单向碳纤维为增强主体,但采用编织布制备带有复杂异形曲面部件时会发生较大的面内剪切变形甚至起皱等缺陷,导致复合材料出现性能各向异性严重且材料力学性能分散度较大等问题,为作为车身复合材料的修复带来了困难。为了解决单向碳纤维或编织碳纤维增强树脂基复合材料力学各向异性的特点,本文选用纤维随机取向的无纺布碳纤维及短切定长碳纤维作为CFRP增强体,通过真空热压成型工艺制备出宏观力学呈各向同性的复合材料,利用两种增强体纤维的均匀分布特点,既降...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 碳纤维及其复合材料
        1.2.1 碳纤维
        1.2.2 碳纤维增强复合材料
    1.3 碳纤维增强树脂基复合材料的分类及国内外研究现状
        1.3.1 碳纤维增强热塑性树脂基复合材料
        1.3.2 碳纤维增强热固性树脂基复合材料
    1.4 CFRP成型工艺及研究现状
        1.4.1 树脂传递模塑成型工艺(RTM)
        1.4.2 缠绕成型工艺
        1.4.3 热压成型工艺
    1.5 课题研究背景及研究内容
        1.5.1 课题的研究背景
        1.5.2 课题的研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 主要仪器设备
    2.3 定长碳纤维增强乙烯基树脂基复合材料的制备
        2.3.1 制备工艺流程
        2.3.2 乙烯基树脂糊的制备
        2.3.3 SMC的制备
        2.3.4 热压成型工艺流程探索
    2.4 无纺布碳纤维增强PA6 树脂基复合材料的制备
        2.4.1 无纺布碳纤维
        2.4.2 制备工艺流程
        2.4.3 热压成型工艺流程探究
        2.4.4 力学性能及材料表征
    2.5 无纺布碳纤维增强乙烯基树脂复合材料的制备
        2.5.1 制备工艺流程
        2.5.2 乙烯基树脂糊的制备
        2.5.3 SMC的制备
        2.5.4 力学性能及材料表征
第3章 定长碳纤维/乙烯基树脂复合材料的力学性能研究
    3.1 定长碳纤维/乙烯基树脂复合材料的拉伸强度
    3.2 定长碳纤维/乙烯基树脂复合材料的各向同性力学性能
    3.3 定长碳纤维/乙烯基树脂复合材料的微观形貌观察
    3.4 定长碳纤维/乙烯基树脂复合材料的弯曲强度
    3.5 本章小结
第4章 无纺布碳纤维/PA6 树脂复合材料的力学性能研究
    4.1 无纺布碳纤维/PA6 树脂复合材料的拉伸强度
    4.2 无纺布碳纤维/PA6 树脂复合材料的各向同性力学性能
    4.3 无纺布碳纤维/PA6 树脂复合材料的微观形貌观察
    4.4 无纺布碳纤维/PA6 树脂复合材料的弯曲强度结果
    4.5 本章小结
第5章 无纺布碳纤维/乙烯基树脂复合材料的力学性能研究
    5.1 无纺布碳纤维/乙烯基树脂复合材料的拉伸强度
    5.2 无纺布碳纤维/乙烯基树脂复合材料的各向同性力学性能
    5.3 无纺布碳纤维/乙烯基树脂复合材料的微观形貌观察
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：4054570