《CFRP材料流固雙態沖裁剪下斷裂行為研究及表征》是依託江蘇大學，由郭玉琴擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：CFRP材料流固雙態沖裁剪下斷裂行為研究及表征
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭玉琴
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對輕量化碳纖維增強塑膠（CFRP）車身構件製造中面臨的問題，以流固雙態沖裁代替銑、鑽加工為出發點，提出樹脂膜熔滲成型-流固雙態沖裁-模內加熱固化一體化製造工藝，對涉及到的材料流固耦合剪下斷裂問題進行研究。內容包括1、描述CFRP材料流固雙態沖裁過程中粘彈性基體樹脂與固態碳纖維束間的相互約束作用、表征其剪下斷裂行為、建立相應的流固耦合剪下斷裂模型；2、建立CFRP材料流固雙態沖裁的熱流固耦合非線性有限元模型、模擬其剪下斷裂行為、預測斷面質量；3、建立相應的斷面質量評價指標、揭示主要衝裁工藝條件對材料流固耦合剪下斷裂行為及斷面質量的影響機制、最佳化工藝方案。其特色在於將聚合物流變學、固體材料力學、斷面形貌學、熱流固耦合非線性有限元理論相結合，藉助試驗設計、CAE仿真、實驗驗證等手段，研究前述流固耦合剪下斷裂相關問題，以期形成相應的研究理論及方法體系、提出有效的斷面質量控制策略。
結題摘要
隨著CFRP材料在輕量化車身中的套用，CFRP製件的近淨成形和一體化製造作為關鍵核心技術之一受到廣泛關注。項目針對CFRP車身構件製造中面臨的問題，以“流固雙態沖裁”代替“銑、鑽”加工為出發點，提出“樹脂膜熔滲成型－流固雙態沖裁－模內加熱固化”一體化製造新工藝，圍繞所涉及到的流固耦合剪下斷裂問題進行研究。建立了碳纖維增強織物的多孔介質模型，基於聚合物流變學對樹脂基體在碳纖維多孔介質中的浸滲行為進行理論描述、仿真模擬和實驗研究；設計開發可加熱溫控沖裁實驗裝置，完成系列沖裁實驗，研究CFRP材料濕態沖裁剪下斷裂行為、切口質量、能耗與溫度、沖裁速度、沖裁間隙、刀具角度等工藝參數之間的聯繫，分析不同工藝參數下材料的剪下斷裂機理；採用偏最小二乘回歸法，建立能體現上述工藝參數影響的CFRP材料濕態沖裁剪下斷裂模型，預測其剪下變形過程；揭示不同切邊輪廓幾何形狀及尺寸、溫度、沖裁速度、固化模式下，製件斷面缺陷的主要形式及產生機理，提出相應的斷面質量控制措施；建立CFRP材料切削工藝方案模糊綜合評判模型，採用基於模糊軟集合“並”操作和主觀性規避的分級模糊綜合評判方法對不同切削工藝進行綜合評價。項目完成學術論文11篇（EI收錄7篇、中文核心2篇、已錄用待發表2篇），申報國家發明專利7項，授權3項；培養碩士研究生3名。
