復(fù)合材料加強薄壁鋁梁吸能特性仿真與試驗研究.pdf

1、現(xiàn)階段，汽車設(shè)計的目標是在滿足安全性、舒適性的前提下，提高車輛的環(huán)境友好度。前者的趨勢是更好的安全性能、舒適而多功能的組件，這些需求將增大整車的質(zhì)量。后者的趨勢是提高燃油效率和減少尾氣排放，要求汽車輕量化。解決上述矛盾的重要途徑是采用新結(jié)構(gòu)和新材料。
　　碳纖維增強復(fù)合材料因其良好的吸能特性而被用于汽車碰撞吸能。將碳纖維復(fù)合材料與薄壁金屬梁結(jié)合，利用梁的漸進疊縮引導(dǎo)復(fù)合材料發(fā)生穩(wěn)定失效，對汽車前縱梁等吸能部件設(shè)計有重要指導(dǎo)意義。本

2、文基于外表包覆復(fù)合材料金屬梁和內(nèi)嵌蜂窩鋁、塑料等材料金屬梁的優(yōu)良吸能特性，提出碳纖維復(fù)合材料層合板內(nèi)芯加強薄壁鋁梁新結(jié)構(gòu)，通過仿真和試驗方法，對梁結(jié)構(gòu)吸能特性展開研究。
　　首先，介紹單純薄壁鋁梁和復(fù)合材料層合板內(nèi)芯的幾何結(jié)構(gòu)，測定碳纖維增強復(fù)合材料和鋁合金材料力學(xué)性能?；谟邢拊浖牍?jié)點位移作為鋁梁初始幾何缺陷，采用改進的Hashin失效準則，開發(fā)用戶子程序?qū)崿F(xiàn)復(fù)合材料初始損傷判定及演化，建立了單純薄壁鋁梁和不同結(jié)構(gòu)和厚度

3、復(fù)合材料加強薄壁鋁梁軸向沖擊過程有限元模型。
　　然后，針對仿真結(jié)果引入吸能量、比吸能及碰撞力效率等吸能特性指標評價，分析單純薄壁鋁梁和不同結(jié)構(gòu)和厚度復(fù)合材料加強薄壁鋁梁吸能特性，選取典型模型分析薄壁梁軸向壓潰形態(tài)及載荷、能量隨位移變化。通過能量變化闡述仿真結(jié)果可靠性并進行吸能特性總結(jié)。仿真結(jié)果顯示，復(fù)合材料加強薄壁鋁梁較單純薄壁鋁梁的吸能量和比吸能有顯著提高。
　　最后，根據(jù)仿真結(jié)果合理選擇試驗變量、制備試樣，通過落錘裝置