近年来,汽车保有量持续增长,汽车涂漆行业的材料和工艺开发发生了巨大的变化,漆膜的性能也取得了巨大的进步。国内外研究机构对漆膜的性能展开了大量的研究,由于国内汽车工业起步较晚,对于车身涂层的研究更多集中在车身涂层新材料开发、新功能的开发等方面,对于车身涂层力学性能的研究较少。作为汽车涂层抗石击性能仿真分析与评价项目的基础性研究工作,本文从单一涂层的材料力学性能和整体涂层的力学性能研究两个方面对车身涂层的力学性能进行了系统、详细的实验研究。车身涂层是典型的多层复合材料,车身涂层的力学性能表现与每一单层涂层的力学性能有紧密的联系。本文开展了车身涂层薄膜的基础力学特性和动态粘弹性实验研究。首先,解决了涂层薄膜样本、特别是电泳层样本的制备问题。然后对每层涂层薄膜进行准静态单轴拉伸实验,得到涂层的准静态材料参数。接着使用动态力学分析方法(DMA)对每层涂层薄膜进行了动态粘弹性实验,得出不同温度下涂层的动态模量以及玻璃化温度。开展了涂层样本的基本力学性能研究,包括落槌实验、划痕实验和层间结合强度实验测试。首先,依据现有的落锤实验标准,对车身涂层样本进行正面和背面冲击实验,由落锤正面冲击导致涂层开裂或剥离所需的冲击能量远大于涂层样本背面冲击可知,涂层结构具备较强的吸收冲击能力。然后,对涂层进行了微米划痕实验,输出划痕深度和摩擦系数与载荷的关系曲线,分析了涂层的划伤失效机理。最后,使用垂直拉伸法依次对清漆层/色漆层、色漆层/中涂层、中涂层/电泳层以及电泳层与基底之间进行了层间结合强度实验研究,获得了重要的结合强度参数。基于后续车身涂层抗石击性能仿真分析的需要,对购置的车身涂层抗石击性能标准实验装置进行了改进设计,使得实验装置具备了单颗粒冲击实验和标准实验两种测试能力,使涂层样本抗石击实验过程的定量分析成为可能。综上所述,基于实验手段的涂层材料和结构力学性能研究成果,不仅对车身涂层性能评价有重要意义,也为后续仿真研究积累了重要资料。