注塑成型树脂基复合材料螺栓纤维配向验证

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中文摘要：传统金属螺栓紧固件在连接纤维增强树脂基复合材料零部件时,由于金属与复合材料间的热膨胀系数不同,会削弱接头连接性能,并且金属螺栓紧固件还具有不耐腐蚀、不利于轻量化等缺点.复合材料螺栓不仅克服了以上缺点,其原料中使用的短切碳纤维也为回收型碳纤维创造了新的下游应用.以四种回收型短切碳纤维增强热塑性树脂基粒——回收型碳纤维增强聚己二酰己二胺树脂(rCF/PA66)、回收型碳纤维增强聚碳酸酯树脂(rCF/PC)、回收型碳纤维增强聚丙烯树脂(rCF/PP)、回收型碳纤维增强聚苯硫醚树脂(rCF/PPS)为原材料,通过注塑成型得到四种注塑成型复合材料螺栓紧固件,利用Moldex3D软件对注塑过程中浇口位置选择进行优化模拟,并通过螺栓内部纤维配向分析与其三点弯曲试验结果相印证,验证纤维配向对螺栓弯曲性能的影响.试验发现:当浇口位置选择在螺栓头部侧向时,螺栓整体纤维配向最好,优于浇口选择在螺栓正上方和螺杆正下方时的纤维配向.注塑成型rCF/PP螺栓具有典型的皮芯结构,在螺杆拉伸方向上,螺杆处碳纤维的取向度高于螺栓头部以及螺栓头部与螺杆结合处.进行三点弯曲试验时,当螺栓的放置方式为浇口在中间时,螺杆的弯曲载荷最大.

外文标题：Fiber Alignment Verification for Injection Molded Resin Matrix Composite Bolts

作者：

杨洁、杨扬、王先衬、阳玉球

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作者单位：

国汽轻量化 (江苏) 技术有限公司, 江苏扬州 225009

汽车轻量化技术创新战略联盟, 北京 100055

东华大学纺织学院, 上海 201620

关键词：

碳纤维复合材料复合材料螺栓纤维配向回收型碳纤维注塑成型

出版年：

2022

DOI：

10.3969/j.issn.1005-5770.2022.09.015

塑料工业

中蓝晨光化工研究院有限公司

塑料工业

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.685

ISSN：1005-5770

年,卷(期)：2022.50(9)

参考文献量9