玻璃纖維增強(qiáng)塑料的試驗(yàn)研究

試驗(yàn)檢測(cè)

玻璃纖維增強(qiáng)塑料的試驗(yàn)研究

主要研究由玻璃/聚酯經(jīng)復(fù)合工藝制成的玻璃纖維增強(qiáng)塑料。對(duì)該玻璃纖維增強(qiáng)塑料進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn),并對(duì)通過(guò)UV-拉擠成型工藝制造的玻璃纖維增強(qiáng)塑料車輛原型進(jìn)行完全正面碰撞試驗(yàn)。

準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)主要分析幾何形狀對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)塑料能量吸收能力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，玻璃纖維增強(qiáng)塑料的波紋形狀能夠提高其能量吸收能力，其沖擊結(jié)構(gòu)比金屬?zèng)_擊結(jié)構(gòu)的能量吸收能力高約40%～45%，即約40kJ/kg。在進(jìn)行壓縮試驗(yàn)時(shí)，所有受沖擊試樣都會(huì)產(chǎn)生漸進(jìn)且穩(wěn)定的塌陷，不會(huì)出現(xiàn)粘合失效現(xiàn)象。

在進(jìn)行動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)中，利用質(zhì)量585kg沖擊試驗(yàn)車以30km/h的沖擊速度對(duì)測(cè)試樣件進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，在此過(guò)程中，試樣需要吸收所有的沖擊能量使沖擊試驗(yàn)車停住。測(cè)試結(jié)果表明，在動(dòng)態(tài)條件下，該玻璃纖維增強(qiáng)塑料的能量吸收能力比準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)低約10%。能量吸收能力降低的原因是玻璃纖維增強(qiáng)塑料中有少量的粘合劑失效，且在其半六邊形輪廓外側(cè)出現(xiàn)屈服現(xiàn)象。雖然相比準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)，動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)中玻璃纖維增強(qiáng)塑料能量吸收能力降低，但其能量吸收能力依然比金屬材料結(jié)構(gòu)受沖擊吸收能量大，其值為35kJ/kg。

利用UV-拉擠成型工藝并集成玻璃纖維增強(qiáng)塑料可用于輕型電動(dòng)汽車原型的制造。該生產(chǎn)方式的生產(chǎn)效率高且產(chǎn)品性能穩(wěn)定。試驗(yàn)結(jié)果表明，玻璃纖維增強(qiáng)塑料能以穩(wěn)定和漸進(jìn)的方式吸收車輛原型在40km/h速度下碰撞所產(chǎn)生的所有能量。與實(shí)際的金屬結(jié)構(gòu)材料相比，該玻璃纖維增強(qiáng)塑料的能量吸收能力更高（為38kJ/kg）。試驗(yàn)已驗(yàn)證，通過(guò)UV-拉擠成型工藝制造的用于車輛碰撞能量吸收的玻璃纖維增強(qiáng)塑料是可行的。此外，這種新制造工藝可用于批量生產(chǎn)，從而降低車輛碰撞結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2016年第17期

作者：A.esnaola et al

編譯：趙喚