● 摘要
近年来， 汽车工业对节能降耗提出了更高的要求， 作为汽车节能降耗的主要实现途
径之一， 汽车轻量化问题更加突出， 急需解决。 复合材料板簧较钢制板簧减重 70%以上，
具有显著的减重效率。本文针对板簧对所用材料的性能和生产效率的要求，围绕缠绕/
模压工艺和成型质量控制等问题开展材料及工艺技术研究， 为复合材料板簧缠绕成型技
术在国内的发展奠定相应的理论与技术基础。
首先， 本文开发了一种环氧树脂和酸酐固化剂为主的缠绕成型用快速固化环氧树脂
体系。着重考察了促进剂用量、固化温度及固化时间等对树脂体系固化特性的影响， 分
析了树脂体系的流变和固化动力学特性， 为缠绕成型工艺制度的设计提供了参考。 研究
表明， 所开发的树脂体系在 120℃下 15min 以内固化度达到 90%以上。 以该树脂为基体
制备得到的单向玻璃纤维/环氧复合材料层板具备优良的物理力学性能， 满足复合材料板
簧对材料各项物理力学性能的要求，为缠绕/模压成型工艺提供了材料基础和设计依据。
在所开发快速固化环氧树脂的基础上， 本文研究了快速固化热压工艺条件对玻璃纤
维/环氧复合材料层板成型质量的影响， 重点考察了固化时间对复合材料层板脱模变形的
影响规律， 进而分析了成型工艺对复合材料层板残余应力的影响机制。 研究发现， 固化
时间和脱模温度对层板的脱模变形均有重要影响。 在试验范围内， 脱模温度小于等于 80
℃的条件下， 脱模温度对层板的变形影响较小； 而 120℃固化 12 分钟后树脂的固化度可
控制在 90%以上，复合材料层板的脱模变形较低。
最后， 采用缠绕模压成型工艺， 制备了玻璃纤维/环氧复合材料板簧， 考察了缠绕张
力等关键工艺参数对复合材料板簧成型质量和弯曲疲劳性能的影响， 分析了缠绕模压成
型工艺、 复合材料板簧成型质量和板簧弯曲疲劳性能之间的关联， 提出了复合材料板簧
成型质量的关键控制因素。 研究表明， 缠绕
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