复合材料汽车轮毂的成型工艺及性能研究

李丙鹏^1,2，孙泽玉^1,2,3,4，陶雷^1,2，丁小马^1,2，朱姝^2,3，余木火^1,2,3

1. 东华大学材料科学与工程学院2. 纤维材料改性国家重点实验室3. 轻质结构复合材料上海市重点实验室4. 高性能纤维及制品教育部重点实验室(B)

摘 要：研究了不同冲击方向下复合材料的冲击力学性能,设计不同纤维布料裁剪方式并分析原材料的使用率,设计易于铺层操作以及产品脱模的三片式模具,优化热压罐成型工艺,并进行了车轮冲击测试。结果表明,冲击测试时的冲击方向对复合材料的冲击性能有较大影响,相较于垂直于铺层方向的冲击性能,冲击方向平行于铺层方向的复合材料冲击性能更高,产品铺层中应根据冲击工况进行优化铺层设计;采用合适的裁剪结构设计提高了操作便利性,并且使材料利用率达到83.8%,大大节约了材料成本;采用优化热压罐成型工艺制备的复合材料轮毂在冲击静载荷为600 kg的13°冲击测试中未出现断裂情况,满足汽车车轮冲击测试的装车要求。

关键词：碳纤维复合材料;轮毂;铺层设计;冲击性能;