华南理工大学学报(自然科学版)

作者：王童, 马玉朋, 赵阳

单位：1.长安大学 汽车学院，陕西 西安 7100212.长安大学 运输工程学院，陕西 西安 710021

关键词：玄武岩纤维,聚乳酸,拟合归元函数,热性能,汽车车门内板

基金：国家自然科学基金项目(52203350);陕西省重点研发计划项目(2024GX-YBXM-176);长安大学中央高校基本科研业务经费项目(300102223209)

传统的基于大量试验与经验的新材料研发过程效率低、周期长、成本高，而将高效试验技术与快速计算模拟预测协调融合的智能方法可极大缩短新材料研发与工程应用周期并降低成本。短切玄武岩纤维增强聚乳酸（BF/PLA）复合材料天然绿色环保可降解，作为汽车部分内外饰等零部件的理想替代材料之一，具有广阔发展空间。为研究不同纤维参数配比对BF/PLA复合材料热性能的影响机制，快速开发适宜的车用零部件材料，该文对多种纤维参数配比下BF/PLA复合材料的热性能分别进行试验，通过数据相关性分析，探讨了不同纤维参数配比对复合材料热性能的影响；利用三因素方差分析方法F值提出纤维参数拟中心化方法，建立玻璃化转变温度和结晶度与中心化变量间的拟合归元函数；基于拟合归元函数和多项式指导函数，将所拓展的新的纤维质量分数、直径和长度参数配比代入，得到玻璃化转变温度和结晶度在新的纤维质量分数、直径和长度参数配比下的中心化变量，并利用拟合归元函数得新参数配比下BF/PLA复合材料的玻璃化转变温度和结晶度，完成利用拟合归元函数预测更多纤维参数配比下复合材料热性能的预测，得到的决定系数分别为0.887 0和0.855 1，且预测精度在实际工程可接受范围内。对某车企实际车型车门内板的热性能进行有限元分析，将预测数据模拟结果与原车模拟结果进行对比，结果表明，利用该文所提方法所选较优配比复合材料的热性能略优，且研发效率显著提升，验证了所提方法的有效性，为未来车用复合材料的快速开发、降低成本、选择替代和绿色设计提供了重要理论指导和方法参考。

来源：2025年第12期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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