#惠州身边事# 【惠州PM2.5浓度值创新低，比肩欧盟现行标准】近日，惠州天气持续晴好，湛蓝的天空，朵朵白云镶嵌其中，市民点赞的“惠州蓝”再度霸屏微信朋友圈。
与市民直观感受相呼应的，是惠州开展“蓝天保卫战”的阶段性成果：今年1—11月，惠州空气质量AQI达标率为94.9%，高于珠三角其他城市。值得一提的是，标志性的指标PM2.5前11个月平均浓度为24微克/立方米，为2013年开展PM2.5监测以来同期最好水平。“全年均值预计在25微克/立方米以内，有望达到欧盟现行标准及世卫第二阶段标准。”惠州市生态环境局相关负责人说。
让“惠州蓝”更蓝！今年以来，惠州打响蓝天保卫战，通过优化能源、产业、交通三大结构调整，推进工业、机动车、扬尘等污染源治理，各项重点工作有效推进。
首例水泥厂超低排放改造项目通过验收
以优质生态环境为核心竞争力的惠州，发展水泥工业的计划曾让人担忧，特别是对环境空气质量是否会产生负面影响？
日前，位于惠州龙门县的惠州市光大水泥企业有限公司下属光大水泥厂2×5000t/d新型干法水泥生产线、光华水泥厂2×4500t/d新型干法水泥生产线超低排放改造项目通过验收。改造工程主要包括：新建低氮燃烧脱硝系统、原有SNCR脱硝系统改造、石灰—石膏湿法脱硫系统以及窑头、窑尾收尘器改造等四个方面。
“改造工程进行了为期两个月的试运行，监测数据显示，试运行期间水泥窑废气中颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度比《水泥工业大气污染物排放标准》中水泥窑大气污染物特别排放限值低一半以上。”惠州市生态环境局相关负责人说。
作为惠州首例水泥厂超低排放改造项目，项目的实施有效削减了企业主要大气污染物排放总量，大幅降低了对环境空气质量的影响，在全市水泥厂超低排放改造中具有表率作用。
在重点行业落实提标升级，是惠州推动重点行业污染减排，进行工业企业废气整治的抓手之一。去年8月，惠州印发实施《惠州市重点行业废气提标升级实施方案》，对钢铁、水泥、石化等三个重点行业废气实施特别排放限值，并对全市水泥厂提出超低排放要求。截至目前，完成53家重点行业废气提标升级；推进5家水泥厂超标排放改造及27家石化企业执行特别排放限值；19家石化化工企业全面实施泄露与维修制度。
此外，惠州积极开展挥发性有机物污染治理。目前，105家省控重点企业已全部完成“一企一策”整治任务，每年削减挥发性有机物排放量上万吨，并积极推进92家市控重点企业整治工作。另悉，截至11月底，全市已完成整治“散乱污”企业5207家。
全市公交车电动率达到80.8%
扬尘是PM10的重要来源，PM10是空气质量的重要考核指标，也是惠州打好蓝天保卫战需要聚焦的短板。惠州地处沿海，多风，然而在市区，极少见到风一吹便尘土飞扬的现象，这得益于惠州推行扬尘治理“7个100%”的防治措施。
今年，惠州市城管执法局牵头开展泥头车暨工地扬尘、跨区域倾倒固废物专项整治行动。启动整治泥头车工作以来，淘汰旧式泥头车，使用符合密闭标准的新式泥头车。到目前为止，全市共更换1684辆新式泥头车。同时，为了从源头治理工地扬尘污染，全市348个工地安装了监测设备，全方位、全时段对在建工地内的冲洗台、施工区域和渣土车装载、密闭、冲洗情况进行监控。“系统每隔一小时用短信通知PM2.5、PM10、TSP和噪音的指数，当达到预警范围时，则自动触发预警阶段提醒功能，工作人员将会以下发短信的方式通知工地负责人采取降尘措施。”惠州市生态环境局相关负责人说。今年以来全市共查处工地扬尘污染案件36宗，处罚款约118万元。
此外，细心的市民或许会发现，近几年穿行在惠州各条道路上的公交车车身颜色正悄然发生着变化——全绿色车身的电动公交车越来越多，混动力蓝色车身的公交车逐年减少。
“决定空气质量好坏的内因主要是本地污染源排放，其中，一大部分是包括汽车尾气、非道路移动机械、船舶等在内的移动源排放。”惠州市生态环境局相关负责人介绍，为此，惠州大力推动公交车电动化。目前，全市共有电动公交车2379辆，公交车电动率达到80.8%。此外，惠州按照省统一部署，7月1日起正式实施轻型汽车国六排放标准。
全力提升管理水平保障空气质量优良
今年前11个月，惠州臭氧平均浓度为147微克/立方米，比去年同期上升4.3%。11个月内发生的17天轻度污染的超标天气，均为臭氧超标。正因为如此，上半年，惠州在全国168个重点城市排名第5；1—10月份，全国排名下降到第12。不过，同期全省大范围臭氧超标严重，全省无一城市单月空气质量排名进入全国前20。
惠州市生态环境局相关负责人介绍，臭氧超标既有客观因素也有主观原因：客观上，今年7月以来，惠州持续出现晴热少雨的不利天气，尤其是9月中旬至今，降雨量同比去年下降七成，不利的气象条件为臭氧生成提供了有利条件；主观上，惠州经济社会高速发展使得污染物排放总量不断增大，其中汽车保有量已突破120万辆，同时还有燃煤用量居高不下、工地裸露地面覆盖不到位、露天烧烤和露天焚烧缺乏有效监管等问题，空气质量保优改善面临挑战。
“明年是蓝天保卫战三年攻坚收官之年，惠州将大力提升空气质量精细化管理水平。”该负责人说。特别在强化科技支撑方面，利用微型站、无人机、走航车、机动车遥测等技术手段，积极推动县区“一镇一站”建设，加强大气污染源实时监管。
目前，惠州已全面启动冬春季节大气污染防治攻坚行动，实施建筑工地扬尘、泥头车密闭化、工业锅炉、柴油货车排气、裸露地面、露天焚烧、露天烧烤、烟花爆竹整治等“八大行动”，尤其是狠抓露天焚烧管控、工地扬尘治理和烟花爆竹禁放。攻坚行动将持续至明年2月，全力保障今冬明春空气质量优良。
同时，进一步优化能源、工业和交通结构，持续推进工业、机动车、扬尘等污染源治理。2020年底前，完成92家市控VOCS重点企业综合治理及506台生物质锅炉整治，全面完成公交车电动化改造和泥头车密闭化改造。来源：南方日报
与市民直观感受相呼应的，是惠州开展“蓝天保卫战”的阶段性成果：今年1—11月，惠州空气质量AQI达标率为94.9%，高于珠三角其他城市。值得一提的是，标志性的指标PM2.5前11个月平均浓度为24微克/立方米，为2013年开展PM2.5监测以来同期最好水平。“全年均值预计在25微克/立方米以内，有望达到欧盟现行标准及世卫第二阶段标准。”惠州市生态环境局相关负责人说。
让“惠州蓝”更蓝！今年以来，惠州打响蓝天保卫战，通过优化能源、产业、交通三大结构调整，推进工业、机动车、扬尘等污染源治理，各项重点工作有效推进。
首例水泥厂超低排放改造项目通过验收
以优质生态环境为核心竞争力的惠州，发展水泥工业的计划曾让人担忧，特别是对环境空气质量是否会产生负面影响？
日前，位于惠州龙门县的惠州市光大水泥企业有限公司下属光大水泥厂2×5000t/d新型干法水泥生产线、光华水泥厂2×4500t/d新型干法水泥生产线超低排放改造项目通过验收。改造工程主要包括：新建低氮燃烧脱硝系统、原有SNCR脱硝系统改造、石灰—石膏湿法脱硫系统以及窑头、窑尾收尘器改造等四个方面。
“改造工程进行了为期两个月的试运行，监测数据显示，试运行期间水泥窑废气中颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度比《水泥工业大气污染物排放标准》中水泥窑大气污染物特别排放限值低一半以上。”惠州市生态环境局相关负责人说。
作为惠州首例水泥厂超低排放改造项目，项目的实施有效削减了企业主要大气污染物排放总量，大幅降低了对环境空气质量的影响，在全市水泥厂超低排放改造中具有表率作用。
在重点行业落实提标升级，是惠州推动重点行业污染减排，进行工业企业废气整治的抓手之一。去年8月，惠州印发实施《惠州市重点行业废气提标升级实施方案》，对钢铁、水泥、石化等三个重点行业废气实施特别排放限值，并对全市水泥厂提出超低排放要求。截至目前，完成53家重点行业废气提标升级；推进5家水泥厂超标排放改造及27家石化企业执行特别排放限值；19家石化化工企业全面实施泄露与维修制度。
此外，惠州积极开展挥发性有机物污染治理。目前，105家省控重点企业已全部完成“一企一策”整治任务，每年削减挥发性有机物排放量上万吨，并积极推进92家市控重点企业整治工作。另悉，截至11月底，全市已完成整治“散乱污”企业5207家。
全市公交车电动率达到80.8%
扬尘是PM10的重要来源，PM10是空气质量的重要考核指标，也是惠州打好蓝天保卫战需要聚焦的短板。惠州地处沿海，多风，然而在市区，极少见到风一吹便尘土飞扬的现象，这得益于惠州推行扬尘治理“7个100%”的防治措施。
今年，惠州市城管执法局牵头开展泥头车暨工地扬尘、跨区域倾倒固废物专项整治行动。启动整治泥头车工作以来，淘汰旧式泥头车，使用符合密闭标准的新式泥头车。到目前为止，全市共更换1684辆新式泥头车。同时，为了从源头治理工地扬尘污染，全市348个工地安装了监测设备，全方位、全时段对在建工地内的冲洗台、施工区域和渣土车装载、密闭、冲洗情况进行监控。“系统每隔一小时用短信通知PM2.5、PM10、TSP和噪音的指数，当达到预警范围时，则自动触发预警阶段提醒功能，工作人员将会以下发短信的方式通知工地负责人采取降尘措施。”惠州市生态环境局相关负责人说。今年以来全市共查处工地扬尘污染案件36宗，处罚款约118万元。
此外，细心的市民或许会发现，近几年穿行在惠州各条道路上的公交车车身颜色正悄然发生着变化——全绿色车身的电动公交车越来越多，混动力蓝色车身的公交车逐年减少。
“决定空气质量好坏的内因主要是本地污染源排放，其中，一大部分是包括汽车尾气、非道路移动机械、船舶等在内的移动源排放。”惠州市生态环境局相关负责人介绍，为此，惠州大力推动公交车电动化。目前，全市共有电动公交车2379辆，公交车电动率达到80.8%。此外，惠州按照省统一部署，7月1日起正式实施轻型汽车国六排放标准。
全力提升管理水平保障空气质量优良
今年前11个月，惠州臭氧平均浓度为147微克/立方米，比去年同期上升4.3%。11个月内发生的17天轻度污染的超标天气，均为臭氧超标。正因为如此，上半年，惠州在全国168个重点城市排名第5；1—10月份，全国排名下降到第12。不过，同期全省大范围臭氧超标严重，全省无一城市单月空气质量排名进入全国前20。
惠州市生态环境局相关负责人介绍，臭氧超标既有客观因素也有主观原因：客观上，今年7月以来，惠州持续出现晴热少雨的不利天气，尤其是9月中旬至今，降雨量同比去年下降七成，不利的气象条件为臭氧生成提供了有利条件；主观上，惠州经济社会高速发展使得污染物排放总量不断增大，其中汽车保有量已突破120万辆，同时还有燃煤用量居高不下、工地裸露地面覆盖不到位、露天烧烤和露天焚烧缺乏有效监管等问题，空气质量保优改善面临挑战。
“明年是蓝天保卫战三年攻坚收官之年，惠州将大力提升空气质量精细化管理水平。”该负责人说。特别在强化科技支撑方面，利用微型站、无人机、走航车、机动车遥测等技术手段，积极推动县区“一镇一站”建设，加强大气污染源实时监管。
目前，惠州已全面启动冬春季节大气污染防治攻坚行动，实施建筑工地扬尘、泥头车密闭化、工业锅炉、柴油货车排气、裸露地面、露天焚烧、露天烧烤、烟花爆竹整治等“八大行动”，尤其是狠抓露天焚烧管控、工地扬尘治理和烟花爆竹禁放。攻坚行动将持续至明年2月，全力保障今冬明春空气质量优良。
同时，进一步优化能源、工业和交通结构，持续推进工业、机动车、扬尘等污染源治理。2020年底前，完成92家市控VOCS重点企业综合治理及506台生物质锅炉整治，全面完成公交车电动化改造和泥头车密闭化改造。来源：南方日报
天然纤维复合材料性能表征及其在座椅上的应用
在汽车工业中，天然纤维增强热塑性复合材料等生物材已经应用到汽车部件的制造中。如Golf VII车型的门内饰板就采用了天然纤维材料。但是，由于强度的限制，天然纤维复合材料仅用于内部装饰件。
为进一步扩大天然纤维复合材料在汽车结构件中的使用，本文研究开发了玻纤与亚麻纤维混合增强PP复合材料。采用新材料优化设计了一款复合材料座椅骨架，并通过有限元仿真对复合材料座椅的机械性能、碰撞安全性等进行测试和表征。
1、天然纤维增强复合材料
在纤维增强复合材料的制造中，材料的选择和复合工艺较为关键。本研究选择了天然纤维与玻璃纤维双向混合编织物作为增强体，通过施加压力，浸渍树脂，最后切割成一定尺寸的半成品。然后将半成品置于成型模具中加热，使树脂熔融，随后注入短纤增强PP树脂，包覆成型。具体成型工艺流程见图1。
2、热性能分析
在制造过程中，为实现增强材料的均匀浸渍，工艺温度的设定至关重要。一方面，温度需要高于PP树脂的熔融温度；另一方面，受制于天然纤维的低热稳定，温度不能设置过高。亚麻纤维主要由纤维素和生物质（如半纤维素、木质素、果胶等）组成，通过TGA进行了热性能的测试分析，结果如图2。由图可知，考虑到回收PP材料的熔点和亚麻纤维的热分解温度，工艺温度选择在180℃-190℃。
3、机械性能分析
本研究采用的增强材料为亚麻纤维和玻璃纤维的混合织物，聚合物基体为低粘度低熔点聚丙烯树脂。其中，聚丙烯树脂通过添加脱模剂、润滑剂和偶联剂等提高浸润性。
单纤测试
复合材料的机械性能主要取决于纤维材料的特性，为提高复合材料中纤维的体积分数，纤维的细度和与树脂的结合方式较为重要。玻璃纤维的吸湿性差，但亚麻纤维由于拥有较多的亲水性基团而表现出较高的吸湿性。试验选择了相同细度的亚麻纤维和玻璃纤维各50个样本，按照DIN EN ISO 5079标准进行拉伸试验，结果如图3。
由图可知，亚麻纤维的拉伸模量低于玻璃纤维；普通亚麻纤维与干燥的亚麻纤维应变量相似；而玻璃纤维表现出较高的应变量，达到3%。
有机片材半成品性能测试
有机片材半成品由混合纤维织物和PP树脂基体组成，纤维材料体积分数为52%。为评估这一生物复合材料的拉伸性能，对复合材料的经向（0°）和纬向（90°）进行拉伸测试，结果如图4所示。结果显示，尽管再生塑料易发生分子降解，导致机械性能下降，但是具有再生PP的有机片材显示出较高的拉伸模量。
应变率特性分析
下图5给出了有机片材的拉伸试验结果。其中，图a为玻璃纤维增强PP有机片材。玻纤增强复合材料的机械性能表现出各向同性，0°和90°方面的样本应力-应变行为基本无差异。图5b是亚麻天然纤维与玻纤混合增强有机片材。由图可知，在拉伸初始阶段发生弹性变形，载荷几乎呈线性增加。与PP-GF47不同，NF增强有机片材在不同方向显示出不同的机械性能。在90°方向测试的样品比在0°方向测试的样品具有更高的拉伸强度，这主要是由混合纤维的不同编织方向引起的。图6给出了NF有机片的失效测试结果。
4、复合材料剪切特性的表征
由于有机片材的热粘弹性材料特性，其成形行为与温度和成形速度高度相关。因此根据图7所示，进行了热循环机械测试。先使用红外加热器将有机片加热到工艺温度，然后将其转移到模具中。转移过程中材料将损失一部分热量。随后关闭模具，由于材料与模具钢间的热传导，材料经历了非等温冷却。在此过程中，材料的冷却速率非常重要，因为基体的重结晶高度依赖于冷却速率。
由于热成型过程中纤维取向的变化主要受平面内剪切行为的影响，因此，本研究的重点放在剪切行为的表征上。目前，广泛使用的研究方法有两种：镜框实验（picture frame test）和偏拉实验（bias extension test），本研究选择偏拉实验。测试时，纤维方向与拉伸方向呈±45°，具体如图8所示。
由于剪切速率对热塑性基体的流动行为具有重要影响，其对皱纹的发生也有重要影响。因此选择两个恒定的剪切速率进行实验：3°/s和6.43°/s，速度分布如图9。区域C中的剪切角可以根据方程1计算。
由于热塑性PP基体的剪切刚度随剪切速率的增加而增加，为了评估仅由于剪切角变化对剪切刚度的影响，对式1进行优化。假定剪切速率是恒定的，所以剪切角γ（t）随时间线性变化，如式2。进一步的推导如式3和式4。
在成型过程中，在140℃-190℃范围内选择了3个温度进行剪切特性测试，并研究材料的温度依赖性。可以预见的是，热塑性聚合物的结晶化对成形行为以及成形零件的机械性能有着不可忽视的影响。测试时将样品固定在拉伸试验机中并加热到190℃，然后与模具接触冷却，图10显示了样品的温度变化。测试结果如图11所示。
5、复合材料座椅的设计与仿真
实验采用NF-PP有机片材设计开发了一款座椅外壳，并采用FE悬垂模拟仿真（draping simulation）软件PAm-Form 2017进行有限元模拟仿真。采用Pam-Form对包含模具、复合材料铺层等整个成形过程的参数进行建模。座椅壳体的结构设计如图12。
设计模拟过程中，先采用矩形有机片材，通过成形模拟，将最终部件形状的3D修整曲线正交投影到有机片材上，然后对片材进行裁剪。考虑到重力状态变形、模拟偏差等，进行重复模拟修剪，直到最终获得所需要的部件形状。优化过程如图13。
6、复合材料座椅的碰撞模拟
使用Pam-Crash软件进行碰撞模拟，获得的仿真数据与实验数据比较如下：
汽车工业,天然纤维,装饰件,热成型
采用欧洲座椅碰撞ECER17标准，以64 km / h的速度进行动态碰撞模拟，图15给出了碰撞模拟的有效等效塑性应变。结果显示，座椅壳体的底部显示出明显的变形，这是假人向前移动的结果。而在制造过程中形成的裂口形成了应力集中，造成最终的失效。如图16所示，座椅外壳中存在一个可能发生失效的临界区域。
碰撞试验的常规各向同性模拟仅不足以预测成品零件中的塑性应变和破坏行为。为了改善结果，考虑各向异性行为是一个非常有前途的选择。结果，在许多区域中获得了更精确的预测，而在其他区域中，结果却没有改善。原因之一是实验数据的处理范围很广，部分是基于非标准化的测试方法。
此外，有机片材的描述还没有被完全研究，因此使得对已编译的材料卡的验证变得困难。在处理实验数据以及实际确定输入值方面仍有很大的潜力。
7、结论
本研究的目的主要是推动天然纤维复合材料在汽车结构件中的应用。为评估材料的机械性能，从成型温度、应变速率等方面对复合材料进行了一系列表征和有限元仿真。同时，采用制备的天然纤维增强复合材料制造了汽车座椅骨架，并进行了悬垂模拟仿真和有限元模拟。结果表明，天然纤维复合材料的机械性能还不能满足结构件的要求，而天然纤维与玻璃纤维混合增强的复合材料具有较好的机械性能，可用于汽车结构件中。
汽车质量家：www.autoqa.cn
上海沐睿科技服务有限公司是一家创新型的汽车工程技术服务公司，具备Reach、VOC、ELV环保法规评估一站式解决方案，为客户提供从初步想法到最终产品的全程支持，包括：项目的确定、设计、开发，直到材料、组件和系统的测试。此外，还包括项目管理和人员调配等服务。近十年来，整合汽车行业咨询，从车身、底盘、电子电器、智能化、动力系统、内外饰、环保法规等多方面纵向数据积累，并成功通过以品质创新，加强技术合作，孵化多家二方及三方实验室能力提升，与学术界和政府多方面协作的创新中心，促进自主创新和开放合作。
在汽车工业中，天然纤维增强热塑性复合材料等生物材已经应用到汽车部件的制造中。如Golf VII车型的门内饰板就采用了天然纤维材料。但是，由于强度的限制，天然纤维复合材料仅用于内部装饰件。
为进一步扩大天然纤维复合材料在汽车结构件中的使用，本文研究开发了玻纤与亚麻纤维混合增强PP复合材料。采用新材料优化设计了一款复合材料座椅骨架，并通过有限元仿真对复合材料座椅的机械性能、碰撞安全性等进行测试和表征。
1、天然纤维增强复合材料
在纤维增强复合材料的制造中，材料的选择和复合工艺较为关键。本研究选择了天然纤维与玻璃纤维双向混合编织物作为增强体，通过施加压力，浸渍树脂，最后切割成一定尺寸的半成品。然后将半成品置于成型模具中加热，使树脂熔融，随后注入短纤增强PP树脂，包覆成型。具体成型工艺流程见图1。
2、热性能分析
在制造过程中，为实现增强材料的均匀浸渍，工艺温度的设定至关重要。一方面，温度需要高于PP树脂的熔融温度；另一方面，受制于天然纤维的低热稳定，温度不能设置过高。亚麻纤维主要由纤维素和生物质（如半纤维素、木质素、果胶等）组成，通过TGA进行了热性能的测试分析，结果如图2。由图可知，考虑到回收PP材料的熔点和亚麻纤维的热分解温度，工艺温度选择在180℃-190℃。
3、机械性能分析
本研究采用的增强材料为亚麻纤维和玻璃纤维的混合织物，聚合物基体为低粘度低熔点聚丙烯树脂。其中，聚丙烯树脂通过添加脱模剂、润滑剂和偶联剂等提高浸润性。
单纤测试
复合材料的机械性能主要取决于纤维材料的特性，为提高复合材料中纤维的体积分数，纤维的细度和与树脂的结合方式较为重要。玻璃纤维的吸湿性差，但亚麻纤维由于拥有较多的亲水性基团而表现出较高的吸湿性。试验选择了相同细度的亚麻纤维和玻璃纤维各50个样本，按照DIN EN ISO 5079标准进行拉伸试验，结果如图3。
由图可知，亚麻纤维的拉伸模量低于玻璃纤维；普通亚麻纤维与干燥的亚麻纤维应变量相似；而玻璃纤维表现出较高的应变量，达到3%。
有机片材半成品性能测试
有机片材半成品由混合纤维织物和PP树脂基体组成，纤维材料体积分数为52%。为评估这一生物复合材料的拉伸性能，对复合材料的经向（0°）和纬向（90°）进行拉伸测试，结果如图4所示。结果显示，尽管再生塑料易发生分子降解，导致机械性能下降，但是具有再生PP的有机片材显示出较高的拉伸模量。
应变率特性分析
下图5给出了有机片材的拉伸试验结果。其中，图a为玻璃纤维增强PP有机片材。玻纤增强复合材料的机械性能表现出各向同性，0°和90°方面的样本应力-应变行为基本无差异。图5b是亚麻天然纤维与玻纤混合增强有机片材。由图可知，在拉伸初始阶段发生弹性变形，载荷几乎呈线性增加。与PP-GF47不同，NF增强有机片材在不同方向显示出不同的机械性能。在90°方向测试的样品比在0°方向测试的样品具有更高的拉伸强度，这主要是由混合纤维的不同编织方向引起的。图6给出了NF有机片的失效测试结果。
4、复合材料剪切特性的表征
由于有机片材的热粘弹性材料特性，其成形行为与温度和成形速度高度相关。因此根据图7所示，进行了热循环机械测试。先使用红外加热器将有机片加热到工艺温度，然后将其转移到模具中。转移过程中材料将损失一部分热量。随后关闭模具，由于材料与模具钢间的热传导，材料经历了非等温冷却。在此过程中，材料的冷却速率非常重要，因为基体的重结晶高度依赖于冷却速率。
由于热成型过程中纤维取向的变化主要受平面内剪切行为的影响，因此，本研究的重点放在剪切行为的表征上。目前，广泛使用的研究方法有两种：镜框实验（picture frame test）和偏拉实验（bias extension test），本研究选择偏拉实验。测试时，纤维方向与拉伸方向呈±45°，具体如图8所示。
由于剪切速率对热塑性基体的流动行为具有重要影响，其对皱纹的发生也有重要影响。因此选择两个恒定的剪切速率进行实验：3°/s和6.43°/s，速度分布如图9。区域C中的剪切角可以根据方程1计算。
由于热塑性PP基体的剪切刚度随剪切速率的增加而增加，为了评估仅由于剪切角变化对剪切刚度的影响，对式1进行优化。假定剪切速率是恒定的，所以剪切角γ（t）随时间线性变化，如式2。进一步的推导如式3和式4。
在成型过程中，在140℃-190℃范围内选择了3个温度进行剪切特性测试，并研究材料的温度依赖性。可以预见的是，热塑性聚合物的结晶化对成形行为以及成形零件的机械性能有着不可忽视的影响。测试时将样品固定在拉伸试验机中并加热到190℃，然后与模具接触冷却，图10显示了样品的温度变化。测试结果如图11所示。
5、复合材料座椅的设计与仿真
实验采用NF-PP有机片材设计开发了一款座椅外壳，并采用FE悬垂模拟仿真（draping simulation）软件PAm-Form 2017进行有限元模拟仿真。采用Pam-Form对包含模具、复合材料铺层等整个成形过程的参数进行建模。座椅壳体的结构设计如图12。
设计模拟过程中，先采用矩形有机片材，通过成形模拟，将最终部件形状的3D修整曲线正交投影到有机片材上，然后对片材进行裁剪。考虑到重力状态变形、模拟偏差等，进行重复模拟修剪，直到最终获得所需要的部件形状。优化过程如图13。
6、复合材料座椅的碰撞模拟
使用Pam-Crash软件进行碰撞模拟，获得的仿真数据与实验数据比较如下：
汽车工业,天然纤维,装饰件,热成型
采用欧洲座椅碰撞ECER17标准，以64 km / h的速度进行动态碰撞模拟，图15给出了碰撞模拟的有效等效塑性应变。结果显示，座椅壳体的底部显示出明显的变形，这是假人向前移动的结果。而在制造过程中形成的裂口形成了应力集中，造成最终的失效。如图16所示，座椅外壳中存在一个可能发生失效的临界区域。
碰撞试验的常规各向同性模拟仅不足以预测成品零件中的塑性应变和破坏行为。为了改善结果，考虑各向异性行为是一个非常有前途的选择。结果，在许多区域中获得了更精确的预测，而在其他区域中，结果却没有改善。原因之一是实验数据的处理范围很广，部分是基于非标准化的测试方法。
此外，有机片材的描述还没有被完全研究，因此使得对已编译的材料卡的验证变得困难。在处理实验数据以及实际确定输入值方面仍有很大的潜力。
7、结论
本研究的目的主要是推动天然纤维复合材料在汽车结构件中的应用。为评估材料的机械性能，从成型温度、应变速率等方面对复合材料进行了一系列表征和有限元仿真。同时，采用制备的天然纤维增强复合材料制造了汽车座椅骨架，并进行了悬垂模拟仿真和有限元模拟。结果表明，天然纤维复合材料的机械性能还不能满足结构件的要求，而天然纤维与玻璃纤维混合增强的复合材料具有较好的机械性能，可用于汽车结构件中。
汽车质量家：www.autoqa.cn
上海沐睿科技服务有限公司是一家创新型的汽车工程技术服务公司，具备Reach、VOC、ELV环保法规评估一站式解决方案，为客户提供从初步想法到最终产品的全程支持，包括：项目的确定、设计、开发，直到材料、组件和系统的测试。此外，还包括项目管理和人员调配等服务。近十年来，整合汽车行业咨询，从车身、底盘、电子电器、智能化、动力系统、内外饰、环保法规等多方面纵向数据积累，并成功通过以品质创新，加强技术合作，孵化多家二方及三方实验室能力提升，与学术界和政府多方面协作的创新中心，促进自主创新和开放合作。
#湖北工程学院[超话]##回顾2018湖工焦点新闻# 以‘材料科学与工程’作为主干一级学科的‘新型生物质基材料’湖北省优势特色学科群2017年获得省级专项建设经费350万元，朱磊博士、后际挺博士成功入选湖北省‘楚天学子’……”日前，湖北工程学院化学与材料科学学院院长汪连生教授在接受记者采访时说道。
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