碳纖維復合材料板熱沖壓成形試驗研究

       材質輕量化和結構輕量化是降低汽車整質重量的有效途徑。其中，質輕且比強度高的纖維增強樹脂復合材料已經越來越多的應用于汽車設計和制造中。為解決傳統復合材料件成形效率低、制造成本高等問題，進一步擴展復合材料在汽車制造業中的應用，提出一種采用非等溫模具對復合材料板直接進行熱沖壓的復合材料成形新方法。該方法對模具進行非等溫加熱，使用非等溫模具通過接觸傳熱將復合材料中需要發生變形的區域進行局部加熱，借助復合材料加熱到一定溫度下軟化的特點，隨著模具的運動逐步成形工件，工件在模具作用下固化。進行復合材料板球面形件的熱拉深成形試驗研究，分析成形溫度對試件拉深過程的影響。試驗結果表明，碳纖維增強樹脂基復合材料具有良好的熱沖壓性能，成形效率高，成形的球面件質量好，表面光潔。由于樹脂軟化，拉深過程載荷隨著成形溫度升高而降低。

       輕量和節能是當今世界汽車工業發展的主題，面對資源和環境問題日益嚴重的挑戰，加快推進汽車輕量化以提高燃油效率已成為汽車工業的重要研究課題。試驗證明，汽車上40%的燃料消耗源于汽車在行駛過程中自身的慣性，若汽車整車質量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；汽車整體質量每減少100 kg，百公里油耗可降低0.3～0.6 L。當前，汽車輕量化的途徑主要有材質輕量化和結構輕量化設計，采用纖維增強復合材料制成的零部件由于質輕、比強度高、模量大，因此倍受汽車工業發展的青睞。

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