隨著全世界汽車保有量的持續(xù)增加,交通事故發(fā)生的概率日益增大,汽車尾氣排放量也與日俱增,汽車的安全問題和環(huán)境污染問題迫在眉睫。傳統(tǒng)車身設(shè)計(jì)通過提高汽車質(zhì)量來增加碰撞安全性,這會(huì)帶來更多的能耗和更高的尾氣排放量。輕量化設(shè)計(jì)則是在新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域進(jìn)行全方位探索,力圖在設(shè)計(jì)汽車車身結(jié)構(gòu)時(shí)能兼顧碰撞安全性和輕量化設(shè)計(jì)要求。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）具有極高的纖維軸向比強(qiáng)度,通過合理的設(shè)計(jì)可以得到吸能承載特性優(yōu)異的薄壁吸能結(jié)構(gòu),特別適用于制造包括吸能盒在內(nèi)的汽車被動(dòng)安全防護(hù)結(jié)構(gòu)。本文以汽車輕量化為目標(biāo),提出并構(gòu)建了一種新型汽車多胞金屬-碳纖維薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu),通過仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)其軸向壓潰性能展開了系統(tǒng)的研究。首先,基于不同截面形狀的金屬多胞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,通過數(shù)值方法評(píng)價(jià)了它們的軸向壓潰性能,驗(yàn)證了多胞填充圓管這一截面形狀具有優(yōu)異的吸能特性。然后,依照ASTM復(fù)合材料類相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),測(cè)量了本研究所用的CFRP材料的基礎(chǔ)力學(xué)性能參數(shù),通過CFRP單管的軸向壓潰實(shí)驗(yàn)和仿真進(jìn)行有效的對(duì)標(biāo),驗(yàn)證了CFRP管數(shù)值建模的有效性及相應(yīng)力學(xué)參數(shù)... 

【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)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 FRP薄壁結(jié)構(gòu)抗撞性能實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 FRP薄壁結(jié)構(gòu)抗撞性能仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.3 Metal-FRP薄壁復(fù)合結(jié)構(gòu)抗撞性能研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容
2 碳纖維基礎(chǔ)材料力學(xué)性能與仿真建模
    2.1 碳纖維材料基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
    2.2 碳纖維單管軸向壓潰實(shí)驗(yàn)
    2.3 薄壁管結(jié)構(gòu)軸向壓潰仿真建模策略
    2.4 碳纖維單管軸向壓潰有限元仿真
    2.5 小結(jié)
3 截面形狀對(duì)多胞金屬薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu)抗撞性能的影響分析
    3.1 金屬薄壁結(jié)構(gòu)軸向壓潰理論
        3.1.1 薄壁圓管
        3.1.2 薄壁方管
    3.2 截面形狀方案設(shè)計(jì)
    3.3 不同截面形狀薄壁鋁管軸壓數(shù)值模型的建立
        3.3.1 數(shù)值模型有效性驗(yàn)證
        3.3.2 不同截面方案的薄壁鋁管數(shù)值建模
    3.4 薄壁結(jié)構(gòu)軸向壓潰性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
    3.5 不同截面形狀薄壁鋁管軸壓性能比對(duì)
    3.6 小結(jié)
4 多胞碳纖維薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu)軸向壓潰性能實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 多胞碳纖維薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu)的制備
        4.1.1 多胞結(jié)構(gòu)截面尺寸的方案設(shè)計(jì)
        4.1.2 多胞結(jié)構(gòu)的制備方法
    4.2 多胞碳纖維薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu)的軸向壓潰實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
    4.3 設(shè)計(jì)因素對(duì)多胞碳纖維薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu)的軸壓性能的影響
        4.3.1 胞元數(shù)目的影響
        4.3.2 胞元壁厚的影響
        4.3.3 不同胞元管徑組配的影響
    4.4 小結(jié)
5 多胞Metal-CFRP薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu)軸向壓潰性能研究
    5.1 多胞Metal-CFRP薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu)的制備
        5.1.1 多胞結(jié)構(gòu)的對(duì)比方案設(shè)計(jì)
        5.1.2 多胞結(jié)構(gòu)的制備方法
    5.2 多胞AL-CFRP薄壁復(fù)合管結(jié)構(gòu)的軸壓數(shù)值建模及結(jié)果
        5.2.1 AL-CFRP復(fù)合胞元軸向壓潰實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 數(shù)值建模及結(jié)果
    5.3 設(shè)計(jì)因素對(duì)多胞Metal-CFRP復(fù)合管結(jié)構(gòu)軸壓性能的影響分析
        5.3.1 構(gòu)造材料的影響
        5.3.2 胞元數(shù)目的影響
    5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淺談汽車安全性問題及應(yīng)對(duì)措施[J]. 陳自然.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2019(03)
[2]新穎圓形多胞復(fù)合填充結(jié)構(gòu)的耐撞性[J]. 閆曉剛,張勇,林繼銘,徐翔,賴雄鳴.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]復(fù)合材料薄壁管軸向壓潰吸能特性數(shù)值分析[J]. 牟浩蕾,任健,鄒田春,林龍祥.  航空制造技術(shù). 2015(19)
[4]纖維鋁合金層板的研究進(jìn)展[J]. 鄭興偉,何雪婷,劉紅兵,孫中剛.  材料導(dǎo)報(bào). 2013(S1)
[5]變截面薄板技術(shù)在車身輕量化上的應(yīng)用[J]. 施志剛,王宏雁.  上海汽車. 2008(08)
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[7]引發(fā)角對(duì)碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料圓管件軸向壓潰性能的影響[J]. 陳永剛,許亞洪,益小蘇.  材料工程. 2004(12)

博士論文
[1]多目標(biāo)優(yōu)化方法CBQNA研究及其在結(jié)構(gòu)沖擊碰撞中的應(yīng)用[D]. 樊璐璐.吉林大學(xué) 2018
[2]薄壁結(jié)構(gòu)軸向沖擊能量吸收性能分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)[D]. 唐智亮.大連理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]CFRP薄壁圓管軸向壓潰響應(yīng)及耐撞性研究[D]. 曹文鋒.湖南大學(xué) 2017
[2]FSAE賽車復(fù)合材料碰撞緩沖結(jié)構(gòu)研究[D]. 趙景慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于虛擬試驗(yàn)的汽車40%偏置碰撞抗撞性研究[D]. 鄧召文.西南林學(xué)院 2008



本文編號(hào)：3556101