复合材料板簧试验分析

mzm163 · 发表于 12-1-2015 11:48:45

复合材料板簧试验分析

mzm163 · 发表于 12-1-2015 11:50:32

GFRP复合材料板簧的试验分析
一、概述
自从汽车诞生以来，它所配备的悬架弹性元件一一板簧绝大多数均为钢制成，但这种钢板弹簧在整车自重中所占的比重较大，重量约为汽车自重的1/10～1/15。
在国内钢板弹簧材料一般采用60Si2Mn，55SiMnVB，国外一般采用中碳铬钒钢(55CrV、50CrMn、60CrVA等)。随着材料工业的发展，高屈强比，高弹性的优质弹簧钢为提高板簧设计的许用应力和降低弹簧自重提供了条件。近几十年来，在汽车钢板簧的发展上紧紧围绕着轻量化、乘座舒适化及使用耐用化来进行产品开发科研工作，少片变截面钢板弹簧须为优质高强度弹簧钢，并在保证价廉供应的条件下，才能快推广的，因此汽车悬架板弹簧的发展受到材料工业发展的制约。
钢制少片变截面板弹簧的出现，使板弹簧片数变成最少(最少为单片)，应力发展到最大(可用980N/mm2)，给发展非金属板弹簧提供了结构上的依据，如果没有由多片等截面板弹簧发展到少片变截面板弹簧的过程，非金属板弹簧是无法通过结构这一关的。
在国外，自上世纪美国就用玻璃纤维加强塑料创制出试验型的玻璃纤维加强塑料(Glass fiber Reinforced Plastics)简称GFRP，我们通常称之为GFRP板簧，用2kg的重量代替12.7kg的钢制弹簧用于轻型车，并用13.6kg代替59kg的钢制弹簧用于载重汽车(每辆可降低180kg)。
自美国研制了GFRP板簧而且试验性的用到汽车上之后，其它汽车工业发达国家，相继研究开发。日本也于上世纪80年代开始研究，日本发条栋式会社(NHK )制造出GFRP板簧用日产“温保克斯”型汽车上。在国内，开发了GFRP板簧，试制出的样品比钢制副板簧重量减轻约5.7倍。
GFRP的特性
1．GFRP质地轻，其比重为1.9，弹簧钢的比重为7.8，在同等体积下，GFRP材料比弹簧钢要约轻4倍。
2．对弹性能的吸收能力较大，GFRP材料比弹性能为0.156，弹簧钢的比弹性能为0.025，所以GFRP材料比弹性能为弹簧钢的6倍多。
3．抗弯强度较大，GFRP材料弯曲弹性模量为42630N/mm2，弹簧钢弯曲弹性模量为20580N/mm2，故在弯曲弹性模量上，GFRP材料比弹簧钢要大2倍多。
4．在疲劳特性方面，GFRP材料的疲劳寿命较弹簧钢要高，在试验中不会产生突然折断现象，但会出现材料剥层现象，使刚度下降。
5．在耐油性及化学药品的侵蚀性方面，GFRP材料在汽油等石油产品及酸、污水、融雪剂中浸泡50小时，其性能无变化，不会像弹簧钢那样易生锈造成疲劳源点。
6．GFRP材料不导电，易于着色成各种美观的颜色。
7．但GFRP材料剪切应力相当低，剪切应力约为弯曲应力1/10。
8．GFRP材料的耐磨性能要比弹簧钢要低。
由以上各特性为根据，采用GFRP材料制造汽车悬架板弹簧是可行的，但是到目前为止，尚未大量用到汽车生产上，仍属于研制试用阶段。

二、 GFRP板簧的性能试验
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三、试验结果与观察现象

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Kevin-di · 发表于 12-1-2015 14:46:28

不懂。。。。零部件实验？

927235448 · 发表于 14-1-2015 09:22:51

零部件的试验呀

tingzhou123 · 发表于 15-1-2015 09:35:54

二和三怎么没有呢？

careevery · 发表于 30-1-2015 17:00:25

涨涨知识了。。。。。

cangcang · 发表于 6-6-2015 23:05:29

GFRP材料国内好象没什么研究

fineliner · 发表于 10-7-2015 14:32:45

mzm163 发表于 12-1-2015 11:50
GFRP复合材料板簧的试验分析
一、概述
自从汽车诞生以来，它所配备的悬架弹性元件一一板簧绝大多数均为钢 ...

耐磨（沙石）和受瞬间冲击如何呢

andy19851026 · 发表于 11-9-2015 11:33:04

我们做的板簧已经在跑坏路测试，优点小问题，不过是能够解决的，修改后重新跑

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