大丝束CF/EP汽车地板VARTM模拟与高温力学性能

汽车轻量化是全球面临的共同问题,采用更具成本优势的大丝束碳纤维（CF）增强复合材料是实现汽车轻量化结构化的重要途径。然而,大丝束碳纤维在液体成型时,单束过多的纤维丝易导致纤维束内微观浸润困难,易产生干斑、气泡等缺陷。同时,传统的汽车电泳烘干工艺对复合材料的高温性能提出了挑战。鉴于此,本文采用0°/90°双轴向缝编大丝束碳纤布和耐高温环氧树脂（EP）,开展了纤维渗透率测试和汽车地板真空辅助树脂传递成型（VARTM）模拟优化研究,设计、制造了成型模具,成功试制出汽车地板样件,超景深显微镜观测显示纤维束内和层间浸润良好,无明显缺陷。高温在线拉伸和应变测试显示,温度对材料拉伸模量影响显著而对强度影响不大,180℃高温下应变恢复能力良好,表明该材料在高温下仍具备较好的强度和抗蠕变性能,该结果对指导复合材料能否通过传统汽车的电泳烘干工艺具有重要意义。     

厚壁橡胶制品非等温硫化过程模拟与实验研究

橡胶的硫化反应过程对制品的最终性能起决定性作用,而厚壁橡胶的硫化是典型的非等温硫化过程,通常难以通过实验测得的等温硫化曲线来直接确定制品的最佳硫化工艺。因此,利用数值模拟技术来研究硫化过程对于橡胶的成型加工具有重要意义。鉴于此,基于传统硫化动力学模型,通过引入初始硫化参数并将反应级数视为温度的二次函数,构建了精度更高的改进硫化模型,同时将橡胶热物性参数视为硫化度和温度的函数,基于C语言和FLUENT预定义宏编写了UDF子程序,实现了橡胶制品硫化过程传热与硫化的耦合模拟。针对典型厚壁橡胶制品的平板硫化成型,通过测温实验和不同硫化程度制品拉伸、DSC测试与断面形貌观测,验证了耦合算法对温度场和硫化度模拟的可靠性。该方法对指导厚壁且结构复杂橡胶制品硫化成型更具实际意义。