碳纖維復(fù)合材料車身B柱下接頭動(dòng)態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn)與仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-21 19:57
汽車的誕生擴(kuò)大了人們的生活范圍,縮短了人們路上的時(shí)間消耗,給人們的生活帶來了便利,但同時(shí)也給環(huán)境造成了負(fù)擔(dān)。發(fā)展汽車輕量化技術(shù)可以緩解一系列環(huán)境問題,因此一直是高校和汽車生產(chǎn)商研究的熱點(diǎn)。眾所周知,使用輕量化材料對(duì)減少汽車排放非常有效。我們關(guān)注到其中的碳纖維復(fù)合材料(CFRP)不僅質(zhì)量輕,而且比強(qiáng)度、比模量高,吸能性好。特別是熱塑性碳纖維復(fù)合材料(CFRTP)除上述特點(diǎn)之外,還有韌性高、可回收利用、成型時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。但是其價(jià)格成本較高,近年來隨著工藝的進(jìn)步,其價(jià)格也在逐年減低。在考慮汽車輕量化的同時(shí),還需關(guān)注汽車的安全性。在汽車發(fā)生的交通事故中,常見的形式有正碰、側(cè)碰、追尾、汽車翻滾等。在汽車的整體中其側(cè)面強(qiáng)度較弱,相較于汽車前后端緩沖區(qū)較小,吸能性差,可能會(huì)對(duì)駕駛員造成危害。而在汽車側(cè)圍中汽車B柱及其下部接頭起著重要的承力作用,接頭上部分支連接汽車B柱,左右分支連接兩個(gè)門檻梁,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此,本文主要考慮汽車的側(cè)面碰撞工況,探索CFRTP材料在車身B柱下接頭的應(yīng)用,在保證汽車安全性的基礎(chǔ)上進(jìn)行車身的減重。首先,由于發(fā)生在汽車碰撞過程中的材料變形應(yīng)變速率分布在10-1
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究工作
1.2.1 碳纖維在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.2 汽車車身接頭研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 相關(guān)理論基礎(chǔ)
2.1 復(fù)合材料力學(xué)理論基礎(chǔ)
2.2 汽車側(cè)面碰撞研究理論
2.2.1 概述
2.2.2 汽車側(cè)面碰撞法規(guī)簡(jiǎn)介
2.3 本章小結(jié)
3 碳纖維材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試
3.1 概述
3.2 實(shí)驗(yàn)儀器介紹
3.2.1 力學(xué)性能測(cè)試夾具
3.2.2 其他測(cè)試裝置介紹
3.3 CFRP材料壓縮力學(xué)性能測(cè)試過程
3.3.1 CFRP材料壓縮力學(xué)性能測(cè)試試件
3.3.2 CFRP材料壓縮力學(xué)性能測(cè)試過程
3.4 CFRP材料拉伸力學(xué)性能測(cè)試
3.4.1 CFRP材料拉伸力學(xué)性能測(cè)試試件
3.4.2 CFRP材料拉伸力學(xué)性能測(cè)試過程
3.5 CFRP材料剪切力學(xué)性能測(cè)試
3.5.1 CFRP材料剪切力學(xué)性能測(cè)試試件
3.5.2 CFRP材料剪切力學(xué)性能測(cè)試過程
3.6 低應(yīng)變率材料力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果
3.7 本章小結(jié)
4 CFRP材料車身接頭動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)
4.1 B柱下部接頭的成型
4.1.1 B柱下部接頭的介紹
4.1.2 接頭制備過程
4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與連接
4.2.1 設(shè)備介紹
4.2.2 設(shè)備連接與試驗(yàn)加載
4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
4.3.1 接頭沖擊性能與失效形式
4.3.2 制定測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)
4.4 本章小結(jié)
5 車身接頭動(dòng)態(tài)沖擊仿真模擬
5.1 碰撞仿真基礎(chǔ)理論
5.2 接頭有限元仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)比
5.2.1 接頭有限元模型
5.2.2 仿真結(jié)果與驗(yàn)證
5.3 熱固性與熱塑性材料接頭低速側(cè)碰仿真對(duì)比
5.3.1 熱固性與熱塑性接頭有限元模型設(shè)置的不同
5.3.2 B柱接頭碰撞性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
5.3.3 側(cè)面碰撞仿真結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]車身碳纖維接頭結(jié)構(gòu)橫向彎曲性能研究[J]. 王海豐,于野,許現(xiàn)哲,侯文彬. 汽車工程. 2019(01)
[2]應(yīng)變式電阻壓力傳感元件靈敏度的測(cè)定[J]. 王維果,朱世國,饒大慶,鄒旭敏,胡再國. 物理實(shí)驗(yàn). 2018(11)
[3]基于耦合算法的三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)沖擊動(dòng)力學(xué)特性[J]. 初文華,朱東俊,梁德利,封峰,韋斯俊. 爆炸與沖擊. 2018(04)
[4]汽車駕駛員的人為因素與交通安全[J]. 賀習(xí)峰. 汽車與駕駛維修(維修版). 2018(05)
[5]日本成功研發(fā)世界首個(gè)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料汽車底盤[J]. 高科技纖維與應(yīng)用. 2017(06)
[6]汽車輕量化用Mg-xLi-Al-Zn鎂合金熱軋后組織和性能研究[J]. 王文樂. 熱加工工藝. 2017(24)
[7]汽車車身T型接頭的剛度分析與研究[J]. 宋章迪,沈景鳳. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2017(10)
[8]常溫耐介質(zhì)對(duì)T700級(jí)環(huán)氧復(fù)合材料面內(nèi)剪切性能的影響[J]. 李巍,趙洪偉,郭江. 工程與試驗(yàn). 2017(03)
[9]追求安全無止境——解讀2018年版C-NCAP管理規(guī)則[J]. 包崇美. 世界汽車. 2017(06)
[10]基于A柱結(jié)構(gòu)改進(jìn)的某越野車偏置碰撞性能優(yōu)化[J]. 方柘林,李國超,王元博. 湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(01)
博士論文
[1]變柵距光柵位移傳感器的若干問題研究[D]. 劉正坤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]CFRP車身T型接頭結(jié)構(gòu)橫向彎曲性能研究[D]. 王海豐.大連理工大學(xué) 2018
[2]車身碳纖維波紋夾層結(jié)構(gòu)防撞梁設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 陽輝輝.大連理工大學(xué) 2018
[3]碳纖維車身結(jié)構(gòu)精細(xì)化仿真設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 白云靜.大連理工大學(xué) 2017
[4]北京市汽車保有量增長(zhǎng)的原因及對(duì)交通擁堵影響研究[D]. 蓋盈盈.北京交通大學(xué) 2017
[5]基于側(cè)面碰撞的高強(qiáng)度鋼耐撞特性以及相關(guān)選材技術(shù)研究[D]. 張文.湖南大學(xué) 2012
[6]汽車碰撞及防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 張偉.西南交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3449628
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究工作
1.2.1 碳纖維在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.2 汽車車身接頭研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 相關(guān)理論基礎(chǔ)
2.1 復(fù)合材料力學(xué)理論基礎(chǔ)
2.2 汽車側(cè)面碰撞研究理論
2.2.1 概述
2.2.2 汽車側(cè)面碰撞法規(guī)簡(jiǎn)介
2.3 本章小結(jié)
3 碳纖維材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試
3.1 概述
3.2 實(shí)驗(yàn)儀器介紹
3.2.1 力學(xué)性能測(cè)試夾具
3.2.2 其他測(cè)試裝置介紹
3.3 CFRP材料壓縮力學(xué)性能測(cè)試過程
3.3.1 CFRP材料壓縮力學(xué)性能測(cè)試試件
3.3.2 CFRP材料壓縮力學(xué)性能測(cè)試過程
3.4 CFRP材料拉伸力學(xué)性能測(cè)試
3.4.1 CFRP材料拉伸力學(xué)性能測(cè)試試件
3.4.2 CFRP材料拉伸力學(xué)性能測(cè)試過程
3.5 CFRP材料剪切力學(xué)性能測(cè)試
3.5.1 CFRP材料剪切力學(xué)性能測(cè)試試件
3.5.2 CFRP材料剪切力學(xué)性能測(cè)試過程
3.6 低應(yīng)變率材料力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果
3.7 本章小結(jié)
4 CFRP材料車身接頭動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)
4.1 B柱下部接頭的成型
4.1.1 B柱下部接頭的介紹
4.1.2 接頭制備過程
4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與連接
4.2.1 設(shè)備介紹
4.2.2 設(shè)備連接與試驗(yàn)加載
4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
4.3.1 接頭沖擊性能與失效形式
4.3.2 制定測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)
4.4 本章小結(jié)
5 車身接頭動(dòng)態(tài)沖擊仿真模擬
5.1 碰撞仿真基礎(chǔ)理論
5.2 接頭有限元仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)比
5.2.1 接頭有限元模型
5.2.2 仿真結(jié)果與驗(yàn)證
5.3 熱固性與熱塑性材料接頭低速側(cè)碰仿真對(duì)比
5.3.1 熱固性與熱塑性接頭有限元模型設(shè)置的不同
5.3.2 B柱接頭碰撞性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
5.3.3 側(cè)面碰撞仿真結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]車身碳纖維接頭結(jié)構(gòu)橫向彎曲性能研究[J]. 王海豐,于野,許現(xiàn)哲,侯文彬. 汽車工程. 2019(01)
[2]應(yīng)變式電阻壓力傳感元件靈敏度的測(cè)定[J]. 王維果,朱世國,饒大慶,鄒旭敏,胡再國. 物理實(shí)驗(yàn). 2018(11)
[3]基于耦合算法的三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)沖擊動(dòng)力學(xué)特性[J]. 初文華,朱東俊,梁德利,封峰,韋斯俊. 爆炸與沖擊. 2018(04)
[4]汽車駕駛員的人為因素與交通安全[J]. 賀習(xí)峰. 汽車與駕駛維修(維修版). 2018(05)
[5]日本成功研發(fā)世界首個(gè)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料汽車底盤[J]. 高科技纖維與應(yīng)用. 2017(06)
[6]汽車輕量化用Mg-xLi-Al-Zn鎂合金熱軋后組織和性能研究[J]. 王文樂. 熱加工工藝. 2017(24)
[7]汽車車身T型接頭的剛度分析與研究[J]. 宋章迪,沈景鳳. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2017(10)
[8]常溫耐介質(zhì)對(duì)T700級(jí)環(huán)氧復(fù)合材料面內(nèi)剪切性能的影響[J]. 李巍,趙洪偉,郭江. 工程與試驗(yàn). 2017(03)
[9]追求安全無止境——解讀2018年版C-NCAP管理規(guī)則[J]. 包崇美. 世界汽車. 2017(06)
[10]基于A柱結(jié)構(gòu)改進(jìn)的某越野車偏置碰撞性能優(yōu)化[J]. 方柘林,李國超,王元博. 湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(01)
博士論文
[1]變柵距光柵位移傳感器的若干問題研究[D]. 劉正坤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]CFRP車身T型接頭結(jié)構(gòu)橫向彎曲性能研究[D]. 王海豐.大連理工大學(xué) 2018
[2]車身碳纖維波紋夾層結(jié)構(gòu)防撞梁設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 陽輝輝.大連理工大學(xué) 2018
[3]碳纖維車身結(jié)構(gòu)精細(xì)化仿真設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 白云靜.大連理工大學(xué) 2017
[4]北京市汽車保有量增長(zhǎng)的原因及對(duì)交通擁堵影響研究[D]. 蓋盈盈.北京交通大學(xué) 2017
[5]基于側(cè)面碰撞的高強(qiáng)度鋼耐撞特性以及相關(guān)選材技術(shù)研究[D]. 張文.湖南大學(xué) 2012
[6]汽車碰撞及防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 張偉.西南交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3449628
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