第1章 复合材料汽车零部件概论 1
1.1 引言 1
1.2 汽车工业发展状况及其对复合材料的需求 3
1.2.1 国外汽车复合材料的应用历史 3
1.2.2 我国汽车工业发展概况 5
1.2.3 金属基复合材料在汽车上的应用 7
1.2.4 树脂基复合材料在汽车上的应用 9
1.2.5 陶瓷基复合材料在汽车工业中的应用 10
1.2.6 其他复合材料在汽车工业中的应用 11
1.3 复合材料在各种车型中的应用现状 12
1.3.1 复合材料整车身应用情况 12
1.3.2 复合材料在我国轿车中的应用情况 13
1.3.3 复合材料在我国客车中的应用情况 14
1.3.4 复合材料在我国卡车中的应用情况 14
1.3.5 复合材料在我国其他相关汽车工业领域中的应用情况 15
1.3.6 复合材料在汽车样件制作和售后服务市场中的应用 16
1.4 复合材料在我国汽车工业中的应用前景与问题 16
1.4.1 复合材料在我国汽车工业中的应用前景和趋势 16
1.4.2 复合材料在汽车工业中应用所面临的问题 17
参考文献 17
第2章 复合材料汽车发动机机体 19
2.1 复合材料汽车发动机机体概论 19
2.1.1 复合材料发动机的发展概况 20
2.1.2 本章主要内容 22
2.2 机体用短玻璃纤维增强酚醛复合材料的性能研究 22
2.2.1 玻璃纤维、酚醛基体的基本性质 22
2.2.2 短玻璃纤维增强酚醛复合材料的动态黏弹性 23
2.2.3 纤维分布形态对复合材料性能的影响 27
2.2.4 机体用复合材料黏弹性本构关系 29
2.2.5 复合材料热、湿膨胀系数 35
2.3 复合材料发动机机体结构设计和受力分析 35
2.3.1 复合材料发动机机体结构设计 36
2.3.2 DA462Q汽油发动机简介 38
2.4 复合材料发动机机体材料性能试验 39
2.4.1 弯曲试验 39
2.4.2 拉伸试验 41
2.4.3 马丁耐热试验 42
2.4.4 疲劳试验 43
2.4.5 冲击试验 49
2.4.6 拉伸黏弹性后效应试验 50
2.4.7 动态黏弹性试验 52
2.4.8 成型工艺 57
2.5 复合材料发动机机体的有限元计算 61
2.5.1 线性有限元分析 61
2.5.2 温度场和热应力分析 63
2.5.3 黏弹性有限元分析 65
2.5.4 热黏弹性有限元分析 70
2.5.5 模态分析 74
2.6 复合材料发动机机体的装机试验 78
2.6.1 机体运行动态性能试验 78
2.6.2 噪声试验 83
2.6.3 模态试验 85
2.6.4 功率试验 90
参考文献 93
第3章 复合材料汽车飞轮 96
3.1 复合材料汽车飞轮概论 96
3.1.1 飞轮储能的研究背景 96
3.1.2 飞轮储能的研究概况 98
3.1.3 本章主要内容 100
3.2 飞轮用聚合物基复合材料的性能研究和成型工艺 100
3.2.1 增强纤维 100
3.2.2 基体材料 100
3.2.3 成型工艺 101
3.3 复合材料汽车飞轮的解析研究 101
3.3.1 单层飞轮转子的弹性应力分析 102
3.3.2 多层复合材料飞轮转子结构 109
3.4 复合材料汽车飞轮转子的有限元分析 114
3.4.1 单层复合材料飞轮转子的有限元分析 114
3.4.2 多层复合材料飞轮转子的有限元分析 118
3.5 复合材料汽车飞轮转子的优化设计 122
3.5.1 单层复合材料飞轮转子的优化设计 122
3.5.2 多层复合材料飞轮转子的优化设计 127
3.5.3 结论 130
3.6 复合材料汽车飞轮转子的模态分析 130
3.6.1 模态计算理论基础 130
3.6.2 模态分析 131
3.7 复合材料飞轮损伤与断裂过程的声发射特性 136
3.7.1 声发射技术的概述 136
3.7.2 试验方案 137
3.7.3 试验材料及试样的制备 137
3.7.4 相关参数的确定 138
3.7.5 试验结果 138
3.7.6 结论 141
参考文献 141
第4章 复合材料汽车制动缸 144
4.1 复合材料汽车制动缸概论 144
4.1.1 国内外复合材料制动缸研究概况 144
4.1.2 本章主要内容 145
4.2 制动缸用聚合物基复合材料的材料设计 145
4.2.1 制动系统与制动缸 145
4.2.2 制动缸的有限元计算分析 147
4.2.3 复合材料的设计 150
4.3 复合材料汽车制动缸模压成型工艺和模具设计 150
4.3.1 模压成型技术 150
4.3.2 模压成型工艺 151
4.3.3 模压成型模具的设计 151
4.3.4 复合材料制动缸的制备 153
4.4 复合材料汽车制动缸的有限元分析 157
4.4.1 有限元计算分析的前处理 157
4.4.2 有限元计算分析结果 158
4.4.3 有限元计算分析的结论 162
4.5 复合材料汽车制动缸的模态试验和模态分析 163
4.5.1 试验方案与测试技术 163
4.5.2 试验结果 165
4.5.3 ANSYS模态分析和LMS Test.Lab软件简介 168
参考文献 172
第5章 复合材料汽车刹车片 174
5.1 复合材料汽车刹车片概论 174
5.1.1 国内外汽车制动摩擦材料的研究概况 175
5.1.2 国内外汽车制动振动与噪声的研究概况 176
5.1.3 本章主要内容 178
5.2 刹车片用聚合物基摩擦材料及生产工艺研究 178
5.2.1 基体树脂 178
5.2.2 增强体 182
5.2.3 填料 184
5.2.4 生产工艺 185
5.2.5 结论 186
5.3 复合材料汽车刹车片的研制 186
5.3.1 配方设计 186
5.3.2 工艺设计及主要生产设备 191
5.3.3 性能测试试验 193
5.3.4 成本核算 200
5.3.5 结论 200
5.4 复合材料汽车盘式刹车片的模态分析与模态试验 201
5.4.1 盘式制动器简介 201
5.4.2 材料参数测定试验 207
5.4.3 盘式刹车片固有频率的理论分析 208
5.4.4 模态分析 209
5.4.5 模态试验 215
5.4.6 结论 222
5.5 刹车片的振动与噪声理论分析和试验研究 222
5.5.1 材料黏弹性与振动和噪声关系的理论分析 222
5.5.2 刹车片的振动与噪声试验研究 227
参考文献 240