抗沖擊紡織材料和長纖維增強聚丙烯結構部件的制造

刊名：Procedia Engineering（英）

刊期：2011年第10期

作者：W.Hufenbach.et al

編譯：張亮

當前設計汽車的抗沖擊結構主要考慮使用金屬材料。然而，先進的比能量吸收能力和較大的輕量化潛能使得纖維及紡織增強熱塑性復合材料也能夠成為上述車輛抗沖擊結構的組成部分。本文以一種車身座椅骨架為例，對其結構進行了以下兩方面研究：①制造和流程鏈的發(fā)展；②研究了結構層次和數值建模，并進行了碰撞和沖擊試驗。基于混合紗線的紡織材料（如一種市售的2/ 2-斜紋紡織材料和一種新型的多層平板緯針織材料），研究了其與一種長纖維增強熱塑性材料相結合作為復雜承載結構的一部分。分析了大批量生產這種結構部件的制造工藝，一種完全自動化的整體熱壓工藝已被開發(fā)。在這種自動化熱壓工藝中，自動操縱系統將經過擠壓處理的長纖維增強熱塑性材料和預熱的混合紗紡織材料放置于快速行程壓力機中，實現整個過程的周期為45s。最后，將碰撞載荷條件下的結構評估與數值分析結果相對比及將最終研究結果在構件和子結構層級上進行驗證，結果顯示，相同制造成本下的結構部件質量減輕了2kg。