軟質(zhì)無縫附氣囊汽車儀表板弱化工藝及破壞研究.pdf

1、為有效減少汽車碰撞事故中的人員傷亡,越來越多的中高檔轎車上裝有副駕駛安全氣囊。軟質(zhì)無縫附氣囊汽車儀表板由于其更安全、美觀、舒適,使用越來越廣泛。為了使安全氣囊順利展開保護乘客并避免在氣囊展開過程中儀表板碎片對乘客造成傷害,需要優(yōu)化儀表板的弱化路徑、制定合理的弱化參數(shù)。為準(zhǔn)確探究軟質(zhì)無縫附氣囊汽車儀表板在氣囊展開時的破壞情況,需要獲得準(zhǔn)確材料模型,這就要求深入理解其塑性機理、破壞機理、流變曲線等;需要掌握破壞工藝對試件破壞性能的影響;最后

2、獲取儀弱化處理儀表板實際破壞規(guī)律。
　　本文通過材料力學(xué)實驗獲取材料的力學(xué)參數(shù)及流變曲線。實驗結(jié)果顯示,儀表板常用材料PP其塑性機理為銀紋化屈服,其破壞特性為銀紋化塑性破壞,流變曲線表現(xiàn)出明顯的粘彈性及粘塑性。為準(zhǔn)確描述材料本構(gòu)行為,本文采用帶損傷粘塑性材料模型描述PP塑料的復(fù)雜本構(gòu)行為并開發(fā)了相應(yīng)的材料子函數(shù)。調(diào)用上述材料子函數(shù)模擬標(biāo)準(zhǔn)試件拉伸試驗?zāi)M結(jié)果與試驗結(jié)果相吻合,說明本文采用的材料模型能夠描述材料的粘塑性與破壞行為。<

3、br>　　為研究弱化工藝對試件破壞的影響,從斷裂力學(xué)角度研究了打孔弱化對試件應(yīng)力分布的影響,同時也對打孔弱化試件做了有限元分析。對比斷裂力學(xué)解析解及有限元數(shù)值解顯示,有限分析能反映弱化孔對試件應(yīng)力分布的影響,可以采用有限元研究弱化工藝對試件破壞的影響。通過實驗和模擬研究了不同孔徑及不同打孔數(shù)量及V型槽弱化試樣的破壞特性。實驗及模擬結(jié)果顯示弱化處理對試件斷裂延伸率影響很大,斷裂強度下降比例為打孔斷面上孔穴總面積與總斷面面積之比,強度下降比

4、與面積減小比誤差在5％之內(nèi)。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是,弱化微結(jié)構(gòu)存在使得附近區(qū)域應(yīng)力集中提前產(chǎn)生塑性破壞,而由于材料斷裂延伸率很大,導(dǎo)致最終破壞是塑性區(qū)域擴展到整個斷面。
　　為探究弱化處理儀表板的破壞規(guī)律,本文對打孔弱化及V型槽弱化處理后的儀表板簡化模型進行了破壞試驗及模擬研究。結(jié)果表明:打孔弱化由于弱化不足導(dǎo)致儀表簡化模型從約束附近破壞,隨后迅速整塊撕裂;V型槽弱化試件從儀表板中央弱化線處破壞,并迅速呈開門狀撕裂,符合儀表板設(shè)計要