新型吸波复合材料的SMC成型工艺及吸波性能研究

以E-51环氧树脂为基体,Fe78Si13B9粉体为吸波剂成功制备了性能优良的吸波复合材料板,并对其成型工艺以及性能指标进行了系统的研究。研究结果表明,所制备的梯度吸波复合材料板呈现出规整的铺层结构,各层间吸波剂含量分布均匀;复合材料具有优良的力学性能,测得其拉伸强度值为128.03MPa,弯曲强度值为253.04MPa;与此同时,测得吸波剂与环氧树脂不同质量比条件下所制得复合材料板的吸波性能,随着吸波剂含量的增加,反射衰减峰逐渐向低频偏移;当吸波剂与环氧树脂质量比为6∶1时,在2.7～18GHz很宽的频率范围内反射衰减均小于-4dB,表现出优良的吸波性能,从而为下一步的吸波复合材料设计提供有价值的参考。

SMC在大型相控阵雷达天线罩中的应用

针对大型相控阵雷达对天线罩批量制造的需求,对比分析了几种常规的复合材料成型工艺,确定采用SMC成型工艺,并简要叙述了其制造过程。经过对机械性能以及有源相控阵雷达天线关键指标的测试,结果均满足要求,目前已在多个型号雷达产品中获得实际应用。

Numerical Simulation of Phenolic Sheet Molding Compound in Compression Molding

Based on generalized Hele-Shaw (GHS) model, a numerical simulation of phenolic sheet molding compound (P-SMC) in compression molding is realized by finite element step-by-step computing method. Finite elemental computing and post analysis programs have been written. The compression mold filling process, time and pressure requirements of P-SMC in a closed mold are predicted, and a good agreement is shown when compared with experiments. It will be of theoretical significance for the mold design and the optimization of the technological parameters in the compression molding of sheet molding compound.

新型低压片状模塑料增稠方法的研究

研究了低压片状模塑料的3种单一增稠体系,讨论了各种增稠剂用量对不饱和聚酯树脂增稠性能的影响情况。分析对比了各种增稠剂在增稠过程中的优缺点,从而采用联合增稠剂的方法,即将碱金属氧化物或氢氧化物(一般用氧化镁)与结晶树脂、端异氰酸酯基化合物与结晶树脂联合增稠不饱和聚酯树脂体系。研究表明,联合增稠剂的增稠效果比单一增稠剂的增稠效果要好,更加符合低压模塑的粘度和工业化生产的低成本要求。

纯电动汽车轻量化机舱支架总成优化与验证

为了满足纯电动汽车轻量化的需求,针对长安某纯电动汽车结构功能件机舱支架总成进行了复合材料轻量化开发,基于性能及成本因素选用了片状模塑料(sheet molding compound,SMC),对该SMC机舱支架总成进行了CAE分析及台架疲劳振动试验,根据试验分析结果进行了分析模型及结构优化,并对优化后的SMC机舱支架总成进行了试验验证。研究结果表明,悬挂重量对复合材料机舱支架总成的性能有较大影响,CAE建模应体现悬挂重量,分析模型及结构改进后的SMC机舱支架总成可以满足强度及疲劳耐久要求;相对于金属机舱支架总成,SMC部件可以实现2 kg,减重率为31.3%,轻量化效果明显,SMC部件成本相对于金属部件成本只增加20元,每公斤减重的成本为10元,成本增加可以接受,具有大批量应用前景;应用SMC复合材料,可以大量减少生产工序,取消焊接流程,能够明显降低能源消耗,同时降低了排放和资源消耗,符合国家节能环保政策,为纯电动车及汽车结构功能件轻量化开发提供了一个很好的方向。

环保型模压用不饱和聚酯树脂的性能研究

本文分别对无苯、低挥发环保型模压树脂S31804、S31828、通用型809树脂、制作的SMC片材及模压制品在不同条件下存放过程中有机物挥发性进行研究。结果表明:常温下环保型树脂VOC值小于50 ppm,环保型树脂有机物挥发量是通用型VOC值的0.5%以下;SMC片材:常温下,环保型片材有机物挥发量是通用片材挥发量的2.7%,在35℃时,环保型片材有机物挥发量是通用片材挥发量的7.4%;SMC制品:在常温下,环保型制品VOC残留量比通用型高出3倍,在60℃时,环保型制品VOC残留量比通用型高出1.9倍;环保型制品性能断裂伸长率比通用型高出41.2%,弯曲强度比通用型高出17.8%,冲击强度高出3.3%。

不同铁心材料在圆筒形永磁同步直线电动机中的对比研究

以传统叠装硅钢片为初级铁心的圆筒形永磁同步直线电机存在诸多不足,因其结构复杂不易加工制造,且磁场在初级铁心轭部与硅钢片叠压方向垂直,造成涡流损耗较大。因此本文提出以一种新型的软磁复合材料(SMCs)替代传统叠装硅钢片初级铁心的圆筒形永磁同步直线电机。首先建立了基于传统叠装硅钢片和软磁复合材料两种初级铁心材料的圆筒形永磁同步直线电机的二维有限元仿真模型,对两种结构电机仿真所得到的气隙磁场和空载反电势进行对比,并对电机带额定负载的运行性能进行了分析。仿真分析结果表明,两种电机的气隙磁场和空载反电势以及电机的带负载能力基本一致,以SMCs作为铁心的新型电机性能没有降低,因此用SMCs代替硅钢片制造该电机的初级铁心是可行的。

基于软磁复合材料的轴向磁通永磁电机的铁耗分析

无磁轭分块轴向磁通永磁电机具有体积小、径长比高、功率密度高、转矩密度大、铁心材料用量少、铁心磁路短等优点,尤其是应用于空间小的场合时,其技术优势更加明显。但随着电机频率的增大,电机铁耗也不断上升。为了降低电机铁耗,可选用软磁复合材料(SMC)取代传统硅钢片。与传统硅钢片相比,SMC具有涡流损耗低、易于成型等特点。将轴向磁通电机的定转子铁心分别选用SMC材料与硅钢片材料,通过仿真对比转矩和铁耗,并考虑不同频率的影响,验证了在高频率下SMC电机具有更为显著的低铁耗优势。

基于Optistruct翼子板分析

对钣金翼子板和SMC复合材料翼子板分别进行了尖点刚度分析、安装支架侧向刚度分析和抗凹分析。通过两种不同材料的分析结果与目标值的对比,研究翼子板采用复合材料代替钣金材料的可行性。结果表明:SMC复合材料性能优于钣金材料,翼子板可采用SMC复合材料代替钣金材料用于车身覆盖件。

邻苯二甲酸二烯丙酯改性SMC的性能研究

以邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)作为不饱和树脂(UPR)交联剂替代苯乙烯,制备了不饱和聚酯基片状模塑料(SMC)。通过示差扫描量热分析,拉伸性能、弯曲强度、冲击韧性和收缩率测试以及扫描电镜分析研究了DAP含量对SMC性能的影响,DAP改性SMC的玻璃化行为并建立了最佳DAP增韧体系的固化动力学方程。研究表明:随着DAP用量增加,SMC模塑收缩率以及玻璃化温度逐渐降低,收缩率最小达到0.22%,与纯苯乙烯树脂基SMC相比下降了51.1%。力学性能随DAP用量增加先上升后下降,当不饱和树脂中DAP质量分数为20.0%时,制备的SMC的综合性能最佳。