木復合材料熱粘彈性本構研究與熱成形模擬.pdf

1、植物纖維復合材料由于其環(huán)保、價廉、量輕、可再生等優(yōu)點被用于轎車內飾件中，并且得到了很大重視。然而在其熱成形過程常產生一些制品缺陷，目前仍處于依靠經驗及試錯的方式尋求解決方案，導致了開發(fā)周期的延長及產品的質量波動。本課題在國家重大科技專項的支持下，以汽車內飾件復合材料的熱成形性能為中心，進行了比較系統(tǒng)的研究。
　　本文選擇PP木纖維復合材料為研究對象，通過大量常溫拉伸實驗及不同溫度、不同應變速率下的高溫壓縮試驗積累了PP木纖維復合材

2、料的力學性能數據，并總結了PP木纖維復合材料高溫力學行為的一些特點。結果表明，PP木纖維復合材料的力學響應對溫度和應變率都是敏感的，并且升高溫度與降低應變率對PP木纖維復合材料的力學性能有等效的影響。然后應用聚合物材料的粘彈性基本原理，并結合PP木復合材料的結構，導出了內飾件復合材料的粘彈性本構，并分析了各個參數的物理意義。通過參數擬合，得到了模型的各個參數，模型中描述了溫度、應變速率對汽車內飾件復合材料的力學性能影響。利用該本構模型模

3、擬了PP木纖維復合材料的熱壓縮實驗，理論計算所得應力-應變曲線與實驗結果吻合較好。
　　利用LS-DYNA軟件中的自定義材料模型接口UMAT，編程實現了本文提出的粘彈性材料模型。在LS-DYNA中對所建立的汽車內飾件復合材料的模型進行壓縮實驗驗證，證明了本文所提材料模型在熱力耦合條件下的準確性。最后用所建立的模型描述內飾件復合材料的力學行為，對汽車復合材料內飾件的熱成形性能進行評價，從而在一定程度上為汽車內飾件的成形提供了參考，指