抗冲击纺织材料和长纤维增强聚丙烯结构部件的制造

抗冲击纺织材料和长纤维增强聚丙烯结构部件的制造

刊名：Procedia Engineering（英）

刊期：2011年第10期

作者：W.Hufenbach.et al

编译：张亮

当前设计汽车的抗冲击结构主要考虑使用金属材料。然而，先进的比能量吸收能力和较大的轻量化潜能使得纤维及纺织增强热塑性复合材料也能够成为上述车辆抗冲击结构的组成部分。本文以一种车身座椅骨架为例，对其结构进行了以下两方面研究：①制造和流程链的发展；②研究了结构层次和数值建模，并进行了碰撞和冲击试验。基于混合纱线的纺织材料（如一种市售的2/ 2-斜纹纺织材料和一种新型的多层平板纬针织材料），研究了其与一种长纤维增强热塑性材料相结合作为复杂承载结构的一部分。分析了大批量生产这种结构部件的制造工艺，一种完全自动化的整体热压工艺已被开发。在这种自动化热压工艺中，自动操纵系统将经过挤压处理的长纤维增强热塑性材料和预热的混合纱纺织材料放置于快速行程压力机中，实现整个过程的周期为45s。最后，将碰撞载荷条件下的结构评估与数值分析结果相对比及将最终研究结果在构件和子结构层级上进行验证，结果显示，相同制造成本下的结构部件质量减轻了2kg。