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。     

基于遗传算法的注塑成型充模过程优化

在注塑成型的过程中 ,非均匀的熔体前沿充填速度将导致非一致的取向及非均匀收缩和翘曲变形 ,理想的充填模式应尽可能使熔体在充填过程中保持MFV不变 .控制MFV的关键是优化充模过程的注射流率 .针对这一问题 ,将遗传算法和数值模拟技术相结合 ,用于注塑成型充模过程的优化 ,确定螺杆行程中的最佳控制点 ,以及控制点处的注射体积流率的最优值 ,以获得均匀一致的MFV .算例表明 ,利用遗传算法得到的优化流率设置 ,可以使MFV的均匀性提高 70 %左右 .     

常用曲面的变尺寸三角形网格划分

针对常用的旋转面（包括圆锥面、圆柱面、圆台面、圆环面等）、柱状平扫面的特点,在参数平面内采用统一的数据结构表示,将曲面网格划分问题归结为对参数平面的平面网格划分问题。在对参数平面进行网格划分时,根据网格尺寸要求生成适当的内部结点,然后用Ｄｄｌａｕｎａｙ三角化方法生成变尺寸光滑过渡的高质量形,满足有限元高精度分析计算的需要。     

埃洛石纳米管对熔纺HDPE纤维结晶行为和晶片扭曲的影响

采用熔融纺丝法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/埃洛石纳米管(HNTs)复合纤维。利用差示扫描量热法研究了HNTs对HDPE基体非等温结晶行为的影响,利用二维广角X射线衍射研究了熔融纺丝过程中的卷曲速度和加入HNTs对HDPE/HNTs复合纤维中HDPE基体晶片扭曲行为的影响。结果表明:HNTs在HDPE中起成核剂的作用,提高了HDPE基体的起始结晶温度和最大结晶温度,缩短了半结晶时间。随着卷曲速度的升高和HNTs含量的增加,HDPE基体晶片扭曲程度逐渐降低。     

半晶聚合物基复合材料的界面结晶行为

半晶聚合物基复合材料界面处常形成横晶与杂化串晶。综述了近年来关于界面结晶的研究进展。重点分析了横晶与杂化串晶的制备方法及形成机制,并详细讨论了界面结晶的形成对复合材料力学性能的影响。最后对未来的研究方向进行展望。     

气体辅助注射保压过程的数值分析

基于气体辅助注射成型保压过程的工程认识,利用粘性,可压缩非牛顿流体基本方程,得到了气体辅助注射保压过程分析的控制方法,并采用有限元法／有限差分法实现了对保压过程的数值模拟,并对过实例说明了气体辅助注射的优越性。     

塑料注射成型新工艺

简要介绍了气体（水）辅助注射、模具滑动注射、熔芯注射、受控低压注射、注射－压缩、剪切控制取向注射、推－拉注射、层状注射、微孔发泡注射等注塑料工艺的原理，特点及应用前景，说明塑料注射成型工艺的发展趋势主要以节能，节约原材料，提高成型效率，改进制品性能，提高其附加值为前提。     

任意平面域有限元网格划分技术

在引入非Ｄｅｌａｕｎａｙ三角形，非Ｄｅｌａｕｎａｙ边概念基础上，将Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化方法和前沿生成方法有机结合起来，对于任意单连通或多连通平面区域，提出了一个有效的内部区域节点生成方案，它不仅保证了局部和整体网格的质量，而且计算效率大大提高。本文工作已作为前处理机在注塑模ＣＡＥ软件Ｚ－Ｍｏｌｄ中实现。     

注射成型与模具结构一体化分析统一网格生成技术

针对目前注射成型与模具结构分析分别采用相互独立的网格,二者的分析数据无法实现相互无缝输入,导致成型与模具一体化分析边界条件加载存在困难的问题,提出了统一网格的概念,并基于APDL参数化语言给出了统一网格生成的技术与方法,实现了成型分析与结构分析在互为边界上网格节点的一一对应,达到了数据相互无缝输入的目的.该技术解决了在真实成型压力或温度作用下开展模具变形分析面临的网格匹配及数据共享难题,具有极强的应用价值.     

聚合物流动诱导结晶取向模型及数值模拟

流动使结晶性聚合物的结晶行为发生很大变化,不仅加速了整个结晶发展过程,还使结晶形态发生变化,形成不同的取向结构。将晶体假设为刚性哑铃,介绍描述晶体取向的数学模型,并结合模型根据闭合近似法模拟稳态简单剪切流场下聚合物的取向行为。