长玻纤增强聚丙烯制品成型模拟工艺优化及应用研究

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1、ResearchonMoldingSimulationOptimizationandApplicationofLongGlassFiberReinforcedPolypropyleneProductbyTANPengB.E.(NanjingUniversityofScience&Technology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinVehicleEngineeringintheGraduateSchoolo

2、fHunanUniversitySupervisorLecturerNieXin，SeniorEngineerLiHaiMay,2015硕士学位论文湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保

3、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I长玻纤增强聚丙烯制品成型模拟工艺优化及应用研究摘要长玻纤增强聚丙烯（LGFPP）为代表的新型复合材料具有优异的性能，在汽车轻量化研究中的地位举足轻重，必须利用现有的技术条件和工艺，将LGFPP复合材料更好的应用于汽车

4、内外饰零部件中。本文主要研究LGFPP复合材料的性能、成型工艺及其在汽车零部件中的应用。首先，研究了LGFPP复合材料中长玻纤对制品力学性能的影响，并利用有限元仿真分析来研究LGFPP制品的成型工艺。其次，基于正交试验的方法来综合研究玻纤含量及各注塑工艺参数对LGFPP制品的影响，得到最佳工艺参数组合，实现翘曲优化；同时，还研究了对于各个参数对成型过程中制品翘曲变形的影响规律，为工艺过程提供理论指导。最后通过对LGFPP保险杠碰撞性能分析来研究LGFPP在轻量化中的应用。具体研究主要内容如下：（1）对长玻纤增强聚丙烯复合材料的研究，通过力学性能实验，

5、将不同玻纤含量LGFPP与普通PP的力学性能测试结果进行对比，研究长玻纤含量对LGFPP的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能的影响。通过实验结果发现，随着长玻纤含量的增加，LGFPP制品的各项力学性能都呈现了显著地线性提高趋势。（2）基于Moldflow的流动模拟仿真分析，对整个成型过程进行模拟和翘曲变形预测。通过填充保压、冷却和翘曲分析结果对普通PP和不同玻纤含量的LGFPP制品进行比较，来研究长玻纤对LGFPP制品成型过程影响。通过分析结果得出，长玻纤会增大熔体的分子取向、剪切速率和提高注射位置最大压力等因素来影响LGFPP制品的成型，对制品最终的翘曲

6、变形也会有一定改善情况。（3）基于正交试验，用三种不同玻纤含量（10%、20%、30%）的材料来研究玻纤含量和注塑工艺参数对制品翘曲变形的影响，设计影响因子变量，确定影响因子对翘曲量的影响程度，得到最佳参数组合，为单因子试验提供工艺基准。基于最佳参数组合，对玻纤含量、模具温度、熔体温度、保压时间、保压压力和冷却时间进行单因子试验，研究各影响因子对LGFPP制品翘曲变形的影响趋势，实现了翘曲优化的目的。（4）根据保险杠低速碰撞仿真，分别对铝合金保险杠和LGFPP保险杠进行碰撞仿真分析，通过所得的数据对两者碰撞的碰撞性能进行比较。LGFPP保险杠与铝合金

7、保险杠相比，最大变形相对较大，其它碰撞性能较为接近，但质量下降25.8%，轻量化效果十分明显。关键词：复合材料；玻纤增强；流动模拟；正交试验；翘曲优化II硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofautomobileindustry,therequirementsfortheperformanceoftheselectedinteriorandexteriorpartsmaterialsarealsoimproved.Withlongglassfiberreinforcedpolypropylene(LGFPP)a

8、srepresentativeofthenewpositionintheautomotivelightwei