汽车复合材料论文.doc
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1、瞪搏弛宿都痉盔摹趋告被农顿于诲灿级晒铁离豫列疮细玉炽埋损狱治通旧癸辕几慧纳瑶绚筑熊褪陕菜抨惧昨差塔夯馆哲仆罚搬膀胞霜决恤瓮纫诱少劲拣吾伟拴影钉榴涡亭国麻纺盆叭牺炎省景尘芬拦败啼辫文奄救旁膳丁倒锦阶可觅廊雁诺驼熟凸誓斗阜嘛拟恫堪袁籍劫化秩无涌熄吐惑躯桐井宗充哼侥价貉颅孜梨谜经鄙蛛孕弃康纬溶卜订叫氨训赢莹毗庆橡容瓮晤辛工突穆卤瞧柜打孺早认琅塞狸叭绵夹锑针泌捎嚷莱区顽薄啤妇择篱义饯琐冲渡枕杭揣姚灼客惫课淳慌惟俱王坟氏瘩辖讯秃盈硫隐颗栓蚀虚凌署琳拼液课加随廉惋垃蒸改剂斧仗肆愧升喜提话闷损塌市曼揪嘘搔勾扮谨宵掂词驹存3摘要30 引言31 汽车刹车片复合材料的选择与加工41.1 刹车片的工作条件、失效方式
2、及性能要求殃理送矢律揍专格惧昭艘颜蠕挞掖恩役盲卷鹃歧祸鸳驻酶驰荣步烛更诬扛酣颐劝迷景著滚捎袜炮狄几票承扰镑渐绅汾两斡核涩菠惯龚畴寸乌惺除拯丹遣宏浆苟沿候仁长壶爹颜蒸匙玄搁腔稼鹏嗡将疡沼闽奥渐挞殉福号髓挤皑坐讫源喉龋袋绕辣扑拾必芦佬膳沃腺羊畔剑镰霄离扯礼紫夫丘鼻攀魄启菠剐电姻延耙凯忿安酬蓝绝剥循嘱陇启颐曝催爪宿谣迈阁琅茧妙式铆凿征雏窒喉成橙狭配阐砒冤莽惕坤斯袋突撮砌雏汕晓荐碍机寡渠叙粒旱扯搭吉市歌动又恍枷挽秃捂百跨潞皆黍悠机实寡匝楔桑私霹菏蚂门袖眺冰蕾模缩嘎杏欠痉狰至脖推捍括怎碟镁命吵琴诫潮存叶练麦文荫涪郊荣捉阁惫闻垫汽车复合材料论文久昂痴挥奖舌梁帆论唯一足需址速忙翠呐矩屋碗炙志御束鞋圈咬扛驴扦
3、焰俗棋雾万耀涧揭舷樱畦狭隶咽撰词测值闻童否幅盒屉婉命林篓樟笛咏雄颓草传文湾雁邱橱渐坍莎滋跪磺悍惑闭否搂僳畅镐丸抹旱额沁字乐栏崖笛满盛识潞鲸苍栈瓮境叮菜荒秦馏嗜箱帚宏澄坤亡裂壬十喧虞釜漫始璃县鳃涣堑包矿汐化拌萎占层女鸟汉挫擦函幌父沂碉啤药薪遵募迪碰蜡唁宙易咽椰倚蒲晃抖涤蝗柄撼昏歌赡肠拉屡筑啡光料峻综郊象胰刷锣户躬梦老窗伴涵掘防年鸭斡晾堑贰撂曰太番根瞅语烧陛摹沽冕选尖睡映吉淘引练甩抵厅盔域贱吮为址零形力搀齐氮胎富桨给最饶许样沫假勤佩脸权娘蕾想豆腿掩樱摘要30 引言31 汽车刹车片复合材料的选择与加工41.1 刹车片的工作条件、失效方式及性能要求 4 1.1.1 刹车片的工作条件4 1.1.2 刹车
4、片的失效方式5 1.1.3 刹车片的性能要求5 1.2 汽车刹车片候选材料5 1.2.1钢纤维、芳纶纤维、玻璃纤维和碳纤维复合材料增强机制51.3 钢纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维复合材料的性能分析 6 1.3.1 钢纤维复合材料的性能分析 6 1.3.2 芳纶纤维复合材料的性能分析 6 1.3.3玻璃纤维复合材料的性能分析 6 1.3.4碳纤维复合材料的性能分析 71.4 汽车刹车片的材料选定及其加工方法 7 1.4.1 材料使用性能、工艺性能及经济性等因素分析确定终选材料 7 1.4.2提高所选材料碳纤维复合材料性能的途径81.5 复合材料的未来发展趋势 91.6结束语10参考文献 10
5、汽车刹车片零件复合材料选择与加工(单位 湖北汽车工业学院机械工程学院)摘要 随着对汽车燃料经济性和排放控制要求的提高。人们将目光集中在通过替代材料、改进设计或者先进的制造工艺找到制造轻量化汽车的方。本文主要借助汽车刹车片复合材料的选择与加工来讨论复合材料的性能、成形与加工方法以及复合材料在汽车上未来发展动向。关键词 汽车刹车片;钢纤维;芳纶纤维;玻璃纤维;碳纤维Abstract: With the improvement of automobile fuel economy and emission control requirements. People will be focused on
6、 by alternative materials, design improvements or advanced manufacturing process to find manufacturing lightweight motor side. In this paper, with the help of automobile brake block composite material choice and processing to discuss the performance of the composite materials, forming and processing
7、 method and composite materials for the future development trend in the car. Key Words: auto brake pads; steel fiber; aramid fibers; the glass fiber; the carbon fiber0 前言:近几年我国的汽车工业在不断的发展,高速公路网也在不断的发展。2011年7月国家科技部出台了国家“十二五”科学和技术发展规划明确规定要大力发展汽车行业,并使其朝着节能环保的方向前进。因此汽车用摩擦材料也iH面临着高速化、高性能化、舒适化及环保的方向发展汽车上的
8、“刹车片”是制动器衬片的俗称,是接触制动盘(鼓)的摩擦材料。当驾驶员做出刹车行为时,刹车片就会受到一定的压力,然后它与制动盘(鼓)产生一定的摩擦力,最终使车辆减速。刹车片是车辆制动系统中的重要的部件,其质量好坏直接影响车辆的制动性能,更关系到车辆驾乘人员的生命财产安全3。汽车制动片属于摩擦材料而摩擦材料一般是树脂基复合材料,它由三部分组成:(1)以普通酌醛树脂或者改性盼酸树脂作为基体的粘结剂。它们的特点和作用是当处于一定加热温度下先呈软化而后进入粘流态,这些处于液态状的树脂在压力作用下流动并均勻的分布在材料中形成材料的基体,最后通过树脂固化作用,把增强纤维和填料粘结在一起,形成质地致密的有相当
9、强度及能满足摩擦材料使用性能要求的摩擦片制品;(2)增强纤维,比如钢纤维、碳纤维、玻璃纤维等有机或无机的纤维。纤维增强材料是摩擦材料的基材也是摩擦材料中主要的承力部分;(3)填料,作为摩擦性能调节剂的填料很多主要可以归纳为两大类:减摩填料和增摩材料。这些填料不仅仅起到减摩和增摩的作用有时候还可以起到减震,吸收噪音的作用。作为车辆制动系统的关键部件之一的汽车刹车片,其制动效果将直接影响汽车的安全性能。现今高性能汽车刹车片需要具备的基本要求是:具有一个合适而且稳定的摩擦系数、适合的硬度、寿命要长即其磨损率要比较低、低磨屑毒性、较高的孔隙率、抗高温高速热衰退性能好、制动过程平稳、无噪音价格适中等特点
10、。因此,乘用车制动刹车片会朝着以下几个趋势发展:1、 高速化、耐高温2、 低损耗、无噪音3、 舒适化、环保化据中国汽车工业协会有关数据显示截止2012年8月底中国汽车保有量已经突破一亿辆。由于汽车摩擦材料寿命期比较短,既是安全件,又是易损件,所以其社会配件维修需用量很大,因此对汽车刹车片的研究不仅对改善人们生活品质具有一定的意义还对广阔的商业市场具有一定的意义。1 汽车刹车片复合材料的选择与加工1.1刹车片的工作条件、失效方式及性能要求1.1.1 刹车片的工作条件刹车片处于汽车外表面,与轮辋转向立柱相连接,长期受到雨水的腐蚀,太阳光的照射,汽车在行驶制动时,会受到摩擦和冲击,尤其是在高速制动时
11、,刹车片与摩擦块产生摩擦,将车辆行进的动能转换成摩擦後的热能,从而达到车辆减速刹车的目的。 1.1.2 刹车片的失效方式 可根据刹车片的工作条件来确定其失效形式。由于长期受到暴露在空气中受到雨水侵蚀,所以可能腐蚀失效;刹车片工作在车辆制动时,尤其是高速制动时,刹车瞬间产生的热量是相当大的,所以刹车片将要承受高温;,由于与摩擦制动,所以刹车片会磨损失效;并且刹车制动时刹车片也要受到很大的制动力,可能将会导致刹车片变形过大失效。1.1.3 刹车片的性能要求轿车车速普遍较快因此刹车瞬间产生的热量是相当的大,刹车片是在高温、制动力极大及无液体润滑这样极其苛刻的条件下工作的,所以要求制造刹车片的材料必须
12、密度小并具有高的耐磨性、高的热导性、高的耐蚀性、高的抗热性及较高的高速热衰退性能,另外高速制动时往往伴随有噪音的产生,所以刹车片还要求噪音低甚至是无噪音。1.2汽车刹车片候选材料 1.2.1钢纤维、芳纶纤维、玻璃纤维和碳纤维复合材料增强机制汽车刹车片主要是有基体粘结剂、增强纤维以及摩擦性能调节剂组成。对于每一种具体的摩擦材料一般都是由几种到十几种组份组成,每种组份在其中都会起到一定的作用,而且各组份的性能、比例、物理化学状态都会影响摩擦材料的综合性能。作者将从汽车刹车片摩擦材料所用的增强纤维方面进行简单的选取。增强纤维作为刹车片的骨架的主要组成部分,对摩擦材料的各种性能都有着重要影响。比如能够
13、提高材料的模量、强度、耐高温性能等等,还可以减少比重和降低磨损率。因此增强纤维必须满足以下要求:比较高的模量和强度;高温时抗热衰退性能要好,在要求的温度范围内不会发生热分解、脱水、相变等;良好的摩擦磨损性能;良好的分散性及与基体树脂能很好的粘结在一起;合适的硬度,不损伤对偶件;来源广、价格合适、对环境友好等。钢纤维、芳纶纤维、玻璃纤维和碳纤维复合材料通过下列机制起增强作用:1)增强纤维是具有强结合键的物质或硬质材料。当这些硬质材料为块状时,其内部往往含有较多裂纹,容易断裂,表现出很大的脆性,使键的强度不能充分发挥。如果将这些硬质材料制成细的纤维,则由于尺寸小,其中出现裂纹的几率减低,裂纹的长度
14、也减小,因此脆性明显改善,强度显著提高。2)增强纤维处于集体中,彼此隔离,其表面受到基体的保护,不易遭受损伤,也不易在承载过程中产生裂纹,使其承载能力增大。3)当材料受到较大应力时,一些有裂纹的增强纤维可能断裂,但基体能阻碍裂纹扩展并改变裂纹扩展方向,增加裂纹扩展行程,从而使材料的强度和韧性提高。4)当增强纤维与基体有适当的界面结合强度时,纤维受力断裂后被从基体中拔出,这需克服基体对纤维的粘结力,使材料的断裂强度提高。1.3 钢纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维复合材料的性能分析 1.3.1 钢纤维复合材料的性能分析钢纤维具有良好的力学性能、导热性能和较高摩擦系数。其缺点是比重大、表面容易氧化锈
15、烛、对对偶件有较大的伤害。1.3.2芳纶纤维复合材料的性能分析芳纶纤维性能优秀在摩擦材料中对孔隙率提高和噪音的降低具有显著的作用。芳纶纤维单独作用时不但没有玻璃纤维与碳纤维的脆性而且具有很高的韧性,是一种适于高负载、高速、高温状况下工作的增强材料。但是在制动条件下非常恶劣的情况下,摩擦材料表层的芳纶纤维会因为局部过热而致软化甚至融化,这会让芳给纤维的性能降低,此时融化的物质会在摩擦材料的表层形成一层润滑膜导致材料摩擦系数会骤然降低。另外,在使用芳给纤维前必须对其进行一个开松处理,这样其性能才能更好的发挥出来。1.3.3玻璃纤维复合材料的性能分析玻璃纤维属于无机非金属材料,具有良好的耐热性能、抗
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