纤维增强复合材料预成型工艺优化及预成型机设计

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1、学校代号10532学号S1502W0144分类号TB332密级公开工程硕士学位论文纤维增强复合材料预成型工艺优化及预成型机设计学位申请人姓名詹跨岳培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称杨旭静教授郭水军高级工程师学科专业机械工程研究方向复合材料制造工艺与装备论文提交日期2018年4月20日学校代号：10532学号：S1502W0144密级：公开湖南大学工程硕士学位论文纤维增强复合材料预成型工艺优化及预成型机设计学位申请人姓名：詹跨岳导师姓名及职称：杨旭静教授郭水军高级工程师培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年5月15

2、日答辩委员会主席：尹韶辉教授OptimizePreformProcessfortheFiberReinforcedPolymerCompositesandDesignofPreformerbyZHANKuayueB.E.(HubeiUniversityofAutomotiveTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniver

3、sitySupervisorProfessorYANGXujingSeniorEngineerGUOShuijunApril，2018纤维增强复合材料预成型工艺优化及预成型机设计摘要纤维增强复合材料（FRP）以其优异的力学性能、性价比高等优点，被广泛地应用于车身轻量化中。高压树脂传递模塑成型工艺（HP-RTM）以其成型效率高、成型质量好等优点，成为面向汽车结构件成型工艺研究热点。预成型工艺在保证RTM成型制件的质量具有重要作用，预成型过程中的压边力可以减少预成型件诸如起皱等缺陷。本文将从预成型工艺方式与装置的创新方面开展研究，针对防皱压板装置进行改进设计，以探索如何控制FRP复合材料

4、预成型缺陷，并设计配套预成型设备，以减少预成型制件的缺陷，提高制件的质量。论文的主要研究内容如下：（1）按增强材料对FRP复合材料进行分类，分析其制备工艺；对比手糊成型、拉挤成型、RTM成型工艺的特点以及缝合法、喷涂法、热模压法、热压法预成型工艺的适用范围，并根据热压预成型缺陷机理，结合压边力在预成型过程中作用，优化设计由夹手装置组成的随动分区压边预成型工艺。（2）根据优化的预成型工艺，细化由夹手组成的随动分区压边预成型装置,并对传统预成型机细节改进，设计预成型机的本体结构，形成整套预成型设备；其次，正确加载载荷与约束边界条件，静态分析预成型机机架，使其满足刚度与强度要求。（3）分析

5、预成型机的运动规律、工作循环时间以及工作循环图，对比半闭环与全闭环两种嵌入式伺服控制系统的优缺点，以半闭环伺服控制系统搭建嵌入式伺服架构，从而设计出FRP复合材料预成型机的气压与电控控制系统。关键词：纤维增强复合材料；压边力；分区压边；预成型机；嵌入式II工程硕士学位论文AbstractFiberreinforcedpolymer(FRP)compositeshavebeenwidelyusedinautomotivebodylightweightforitsexcellentmechanicalpropertiesandhighcostperformanceratio.Highpr

6、essureresintransfermolding(HP-RTM)hasbecometheresearchfocusofautomotivestructuralpartsformingtechnologyforitshighmoldingefficiencyandgoodquality.ThepreformingprocessisofgreatimportanceinensuringthequalityofRTMmoldedparts,andtheblankholderforceduringthepreformingcanreducetheextentofpreformdefect

7、ssuchaswrinkles.Thispaperwillconductresearchontheinnovativeaspectsofpreformingprocessanddevices,improvedesignfortheblankholderdevice,toexplorehowtocontrolFRPcompositespreformdefects.Besides,designthesupportingpreformingequipmentto