亚麻/玄武岩纤维复合材料层合板抗低速冲击性能研究

发布时间：2023-05-26 19:46

　　汽车轻量化是降低燃油车油耗和提升电动车续航里程的重要方式,而采用新型轻量化材料无疑是实现这一方式的重要手段。纤维增强复合材料具有优异的力学性能,因此常常被认为是传统车用钢材的替代品。纤维增强复合材料的优势很大程度上取决于其所采用的纤维。亚麻纤维是一种植物纤维,其产量高且可再生的特点决定了亚麻纤维在成本上的巨大优势,而且亚麻纤维废弃后可以自然降解,是一种十分理想的绿色材料。玄武岩纤维是以天然火山岩为原料加工而成的新型材料,具有与高强玻璃纤维相似的性能但价格更低,废弃后能直接融入自然,对环境无危害。因此,本文将亚麻纤维与玄武岩纤维共同作为增强体制备一种纤维增强复合材料层合板,结合试验与有限元仿真手段,探究其抗低速冲击性能,分析铺层顺序、铺层角度对层合板抗低速冲击性能的影响,同时分析冲击位置、冲击能量对层合板低速冲击响应的影响。最后将该材料应用到发动机罩内、外板进行应用基础研究。本文的具体研究内容安排如下:(1)通过试验获得亚麻纤维复合材料层合板基本性能参数,具体参数包括:纵向弹性模量21.3Gpa、拉伸强度301Mpa、横向弹性模量4.41Gpa、拉伸强度25Mpa、剪切弹性模量1.83G...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景
    1.2 亚麻纤维简介
        1.2.1 植物纤维改性研究
        1.2.2 天然纤维在汽车上的应用
    1.3 玄武岩纤维简介
    1.4 复合材料层合板低速冲击研究现状
    1.5 本文的主要研究内容、结构安排
第2章 复合材料层合板试验研究
    2.1 复合材料层合板的制备
    2.2 亚麻纤维复合材料层合板试验研究
        2.2.1 拉伸性能测试
        2.2.2 剪切性能测试
    2.3 碱化处理对层合板抗低速冲击性能的影响
        2.3.1 亚麻纤维碱化处理
        2.3.2 试验过程
        2.3.3 结果分析
    2.4 亚麻/玄武岩纤维复合材料层合板低速冲击试验
        2.4.1 试验过程
        2.4.2 结果分析
    2.5 本章小结
第3章 复合材料连续损伤模型建立
    3.1 复合材料本构模型
    3.2 复合材料失效准则
    3.3 刚度退化及损伤变量
    3.4 层间损伤模拟
    3.5 Abaqus用户自定义材料子程序
    3.6 本章小结
第4章 复合材料层合板低速冲击仿真研究
    4.1 低速冲击仿真模型验证
        4.1.1 低速冲击有限元模型建立
        4.1.2 仿真结果对比
    4.2 铺层顺序对层合板抗低速冲击性能的影响
    4.3 铺层角度对层合板抗低速冲击性能的影响
    4.4 冲击位置对层合板低速冲击响应的影响
    4.5 冲击能量对层合板低速冲击响应的影响
    4.6 本章小结
第5章 复合材料层合板发动机罩应用研究
    5.1 发动机罩模型处理
    5.2 发动机罩层合板层数的确定
    5.3 儿童行人头部冲击模型建立
    5.4 儿童头型冲击器验证
    5.5 仿真分析
    5.6 行人头部碰撞损伤评价标准
    5.7 仿真结果评价
    5.8 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 论文展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢



本文编号：3823172