用于汽車鋼板彈簧的納米纖維復合材料

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用于汽車鋼板彈簧的納米纖維復合材料

在納米纖維素復合材料中，納米纖維均勻地分散在整個復合材料中。納米纖維素復合材料在環氧樹脂基體的三維分層下，有效地通過剪切變形而提高了材料的韌性和抗裂紋擴展性。這些納米纖維被連接在玻璃纖維疊層之間，可顯著提高復合材料體系的抗分層性和斷裂韌性，這也顯著改善了復合材料的強度、剛度等動態力學特性。

基于有限元分析進行了納米纖維素復合材料鋼板簧的非線性靜態分析和模態分析，以評價納米纖維素復合材料鋼板彈簧的結構振動特性（即固有頻率和振型），分析其諧振的可能性。模態分析證實，該鋼板彈簧模態頻率非常高，沒有發生共振，可以較大程度改善車輛動力學的性能。基于有限元線性靜態分析，分析了納米纖維素復合材料鋼板彈簧的主應力和最大撓度。最大撓度分析證實，該鋼板彈簧的剛度超過了傳統鋼板彈簧的結構剛度，因為傳統鋼板彈簧大量的彎曲和扭轉發生在其端部，這顯著影響了其在滿負荷下的彈性特性和功能。而納米纖維素復合材料鋼板彈簧在不增加應力水平的同時，其在剛度上得到了顯著提高，同時也增強了其安全性與承載能力。

通有限元分析結果顯示，納米纖維素復合材料鋼板彈簧的拉伸彈性模量得到28%的改善，撓曲模量得到23%的改善。在沖擊試驗中，納米纖維素復合材料鋼板彈簧沖擊強度得到48%的改善。模態分析表明，納米纖維素復合材料鋼板彈簧在彎曲和扭轉變形中表現出的優異性能，顯示出納米纖維素復合材料的有效強化機制。

刊名：Int.J·Plast Technology（英）

刊期：2014年第3期

作者：P.Sanoj.K. Balasubramanian

編譯：孫堅