韩成祥1,张向奎2+,刘蕊3,胡平1
HAN Chengxiang1,ZHANG Xiangkui2+,LIU Rui3,HU Ping1
摘要: 为了提高产品性能和满足轻量化的设计理念,提出一种基于热塑性树脂连续纤维铺层的“复材结构一体化”快速成形/型与轻量化结构优化方法。并以安全头盔外壳为载体,较详细地阐述该方法在以热塑性树脂为基体的玻璃纤维复合材料的快速成形/型以及服役过程中的优化效果和优势。通过采用材料优化和拓扑结构优化相结合的方法,将模压成型和注塑成型两大工艺无缝集成在一起,实现头盔的轻量化制造。结果表明:相比常规的注塑工艺头盔,在刚度保持相同的前提下,使用热塑性连续玻璃纤维复合材料和拓扑优化结构的头盔外壳的重量下降6%,减薄率达到29.7%。材料优化和拓扑优化为整体头盔的设计提供更多自由度,增加了佩戴舒适度的优化空间。
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