碳纤维复合材料板热冲压成形试验研究.pdfVIP

学兔兔 第48卷第 18期 机 械 工 程 学 报 V_0I．48 NO．18 2012年 9月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Sep． 20l2 DoI：1O．3901，JM E．2012．18．072 碳纤维复合材料板热冲压成形试验研究术 张 琦 高 强 赵升吨 (西安交通大学机械工程学院 西安 710049) 摘要：材质轻量化和结构轻量化是降低汽车整质重量的有效途径。其中，质轻且比强度高的纤维增强树脂复合材料已经越来 越多的应用于汽车设计和制造中。为解决传统复合材料件成形效率低、制造成本高等问题，进一步扩展复合材料在汽车制造 业中的应用，提出一种采用非等温模具对复合材料板直接进行热冲压的复合材料成形新方法。该方法对模具进行非等温加热， 使用非等温模具通过接触传热将复合材料中需要发生变形的区域进行局部加热，借助复合材料加热到一定温度下软化的特 点，随着模具的运动逐步成形工件，工件在模具作用下固化。进行复合材料板球面形件的热拉深成形试验研究，分析成形温 度对试件拉深过程的影响。试验结果表明，碳纤维增强树脂基复合材料具有 良好的热冲压性能，成形效率高，成形的球面件 质量好，表面光洁。由于树脂软化，拉深过程载荷随着成形温度升高而降低。 关键词：热冲压 热拉深 非等温加热 碳纤维复合材料板 剪切角 中图分类号：TG332 ThermostampingExperimentalStudyonCarbonFiberCompositeSheet ZHANGQi GAOQiang ZHAOShengdun (SchoolofMechanicalEngineering，Xi’allJiaotongUniversity,Xi’all710049) Abstract：Materialslightweightingandstructureslightweightingarethetwoeffectivewayofreducinghteoverallweightofvehicles， inwhichfiberreinforcedcompositeshaveincreasinglyusedinautomobiledesignandmanufacturingasaresultoflightweightnad highspecialstrength．Inordertoimprovehtemnaufacturingefficiencynadreducehtecostforcompositepartsformedbytraditional compositefomr ingprocesses，anon-isothemr almouldstampingmehtodisproposedtodirectlyfomr acompositepart．Themouldis locallyheateduptoaspecifiedtemperature，andthenhtedefomr ationregionsofhtecompositesheetsareheateduptoapreassing ed temperaturebycontactheattransferwiht die．Takingadvantageofhteresni matrixbecomingsoftafterbeingheatedto acertain temperature，hteheatedsheetsarefomr edgraduallybyhtediemovement，na dthen solidifiedni thecoolingdie．Th emr alde印 drawingexperi