【摘要】：面對資源緊缺與環(huán)境保護(hù)問題,傳統(tǒng)燃油汽車節(jié)能減排、發(fā)展新能源汽車成為汽車工業(yè)發(fā)展的兩大主流發(fā)展趨勢。這兩大主流發(fā)展趨勢共同面臨的問題是汽車輕量化的實(shí)現(xiàn)。復(fù)合材料作為一種輕質(zhì)材料,因其強(qiáng)度高、設(shè)計自由度大、成形性好等優(yōu)點(diǎn),開始被一些汽車廠家應(yīng)用到汽車輕量化的設(shè)計中。在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計中會用到多種層數(shù)、多種順序鋪層的復(fù)合材料層合板。要對所有不同的鋪層層合板做材料性能實(shí)驗(yàn)以獲取其基本力學(xué)性能,這為整車結(jié)構(gòu)的性能分析帶來了極大的不便。本文首先闡述了復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ)理論,圍繞復(fù)合材料損傷形式、損傷分析、失效準(zhǔn)則展開了討論。然后通過大量實(shí)驗(yàn)獲得不同層數(shù)下碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料單向?qū)雍习灏◤椥阅Ａ�、�?qiáng)度等基本力學(xué)性能參數(shù)�；谶@些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對層數(shù)與材料性能之間的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。選擇合適的方程形式擬合出層數(shù)與材料性能之間的關(guān)系;并對縱向拉舍和壓縮強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做了分散性分析。分別采用漸進(jìn)損傷材料模型和連續(xù)損傷材料模型建立復(fù)合材料層合板細(xì)觀有限元模型,并討論了與實(shí)驗(yàn)對標(biāo)的結(jié)果。最后將擬合得到的公式應(yīng)用在復(fù)合材料數(shù)值模擬仿真中。對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)縱向拉伸強(qiáng)度和縱向壓縮強(qiáng)度數(shù)據(jù)服從三參數(shù)威布爾分布。隨著層數(shù)的改變,復(fù)合材料層合板的不同的彈性模量基本保持不變,而不同的強(qiáng)度性能隨著層數(shù)改變均有著明顯的變化趨勢。采用二次多項(xiàng)式函數(shù)建立了層數(shù)與材料強(qiáng)度性能之間的經(jīng)驗(yàn)公式。二次多項(xiàng)式函數(shù)既能滿足小誤差、不過擬合的要求,也能對實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有合理的解釋性。漸進(jìn)損傷模型能夠更好的模擬碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料層合板脆性斷裂過程、還原實(shí)驗(yàn)得到的力位移曲線曲線特性以及曲線關(guān)鍵參數(shù)。將經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測得到的強(qiáng)度應(yīng)用到復(fù)合材料有限元模型中,對標(biāo)實(shí)驗(yàn)的力和位移,有較小的誤差。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U465.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2659365