基于分块式设计的镁合金管型件碳纤维缠绕增强/加固复合工艺OA
为解决汽车、航空航天等领域复杂管型件一体化成形的难题,提出分块式金属管型件碳纤维缠绕增强/加固的复合成形工艺理念,即首先将复杂管型件产品通过拓扑优化拆分为不同规格的管型材模块,然后对各模块进行胶接组合,最后通过碳纤维缠绕实现管型件局部增强和连接加固,其中碳纤维缠绕工艺参数与管材局部性能和连接性能的映射关系是拟解决的关键问题。基于此,针对碳纤维缠绕镁合金管材开展试验研究,主要结论为:相同角度下,随层数增加(2~5层),峰值载荷、总吸能和比吸能递增,5层缠绕时轴向压缩比吸能较裸管提升177%,峰值载荷提升38%;相同层数下,小角度(±30°)增强轴向压缩与三点弯曲性能,大角度(±90°)提升横向压缩、压入及抗扭能力,为管材承载性能精准调控提供依据。其次对管型件连接结构采用“测地线-非测地线”协同纤维缠绕加固,解决了纤维滑移与应力集中问题,发现碳纤维可显著提升连接结构的承载能力和吸能特性。研究成果验证了所提成形工艺理念的工程可行性。
李帅兵;管志平;宋家旺;王桂英;任明文
吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室,长春130022 吉林大学材料科学与工程学院,长春130022吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室,长春130022 吉林大学材料科学与工程学院,长春130022吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室,长春130022 吉林大学材料科学与工程学院,长春130022吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室,长春130022 吉林大学材料科学与工程学院,长春130022吉林大学汽车底盘集成与仿生全国重点实验室,长春130022 吉林大学材料科学与工程学院,长春130022
通用工业技术
分块式设计镁合金管材碳纤维增强复合材料纤维缠绕轻量化
《复合材料科学与工程》 2026 (6)
P.74-87,105,15
吉林省自然科学基金-国家重点实验室(学科类)重大专项(SKL202302015)。
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