發(fā)布時(shí)間：2022-02-14 20:15

　　基于目前汽車工業(yè)對(duì)于車身輕量化的需求,碳纖維復(fù)合材料（CFRP）以比模量和比吸能大,密度小,成型方便等優(yōu)點(diǎn)受到汽車廠商的青睞。基于此現(xiàn)狀,近年來CFRP車身結(jié)構(gòu)的耐撞性研究也備受關(guān)注。本文通過實(shí)驗(yàn)、數(shù)值仿真以及優(yōu)化設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法,對(duì)CFRP帽形薄壁梁的截面尺寸以及鋪層厚度的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:（1）使用USN15000碳纖維預(yù)浸布通過模壓成型的方法,制備基本力學(xué)性能測(cè)試試件和CFRP帽形薄壁梁;根據(jù)ASTM實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)CFRP的基本力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試,獲得CFRP的各項(xiàng)基本力學(xué)性能參數(shù),以用于后續(xù)仿真分析;通過準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓潰實(shí)驗(yàn),獲得CFRP帽形薄壁梁在壓潰過程中的載荷-位移曲線以及失效形貌。（2）CFRP帽形薄壁梁壓潰有限元模型在LS-DYNA中創(chuàng)建,采用MAT54號(hào)材料模型,基于Chang-Chang準(zhǔn)則對(duì)CFRP進(jìn)行失效判斷;CFRP層間樹脂以及帽形薄壁梁粘接膠層的模擬采用Tiebreak的接觸方式進(jìn)行失效判斷;CFRP帽形薄壁梁的壁板采用兩層殼單元通過分層建模的方式來創(chuàng)建。（3）在得到有效有限元建模結(jié)果的基礎(chǔ)上,以帽形薄壁梁的截面尺寸L1和L2以及0°、45°... 

【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)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 復(fù)合材料力學(xué)及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
    2.1 復(fù)合材料的定義
    2.2 復(fù)合材料彈性力學(xué)基礎(chǔ)
        2.2.1 各向異性彈性力學(xué)基本方程
        2.2.2 連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度
    2.3 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
    2.4 本章小結(jié)
3 CFRP試驗(yàn)試件制備過程研究
    3.1 復(fù)合材料成型工藝
    3.2 CFRP膠接成型工藝
        3.2.1 膠接機(jī)理
        3.2.2 CFRP膠接特點(diǎn)
        3.2.3 膠接強(qiáng)度的影響因素
    3.3 CFRP基本力學(xué)性能測(cè)試試件制備
    3.4 CFRP帽形薄壁梁制備
    3.5 本章小結(jié)
4 CFRP基本力學(xué)性能測(cè)試
    4.1 CFRP測(cè)試試驗(yàn)方案
    4.2 試驗(yàn)設(shè)備和儀器
    4.3 CFRP準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)
        4.3.1 CFRP準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試驗(yàn)步驟
        4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果和分析
    4.4 CFRP準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)
        4.4.1 CFRP準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)步驟
        4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果和分析
    4.5 CFRP準(zhǔn)靜態(tài)剪切試驗(yàn)
        4.5.1 CFRP準(zhǔn)靜態(tài)剪切試驗(yàn)步驟
        4.5.2 試驗(yàn)結(jié)果和分析
    4.6 本章小結(jié)
5 CFRP帽形薄壁梁軸向壓潰實(shí)驗(yàn)與仿真研究
    5.1 CFRP帽形薄壁梁壓潰實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 試驗(yàn)方案
        5.1.2 試驗(yàn)設(shè)備和儀器
        5.1.3 試驗(yàn)步驟
        5.1.4 試驗(yàn)結(jié)果和分析
    5.2 CFRP帽形薄壁梁壓潰過程仿真分析
        5.2.1 CFRP材料失效模型
        5.2.2 粘接模擬接觸失效算法
        5.2.3 CFRP帽形薄壁梁壓潰有限元模型
    5.3 試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比分析
    5.4 本章小結(jié)
6 基于CFRP帽形薄壁梁壓潰性能的鋪層厚度與截面尺寸優(yōu)化
    6.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及優(yōu)化方法介紹
        6.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
        6.1.2 近似模型方法
        6.1.3 遺傳算法
    6.2 多目標(biāo)優(yōu)化問題的定義
    6.3 優(yōu)化流程
    6.4 代理模型及誤差
    6.5 優(yōu)化結(jié)果分析
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
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]汽車保險(xiǎn)杠專用復(fù)合材料及其成型工藝研究進(jìn)展[J]. 黃凱,廖秋慧,陳杰.  合成樹脂及塑料. 2017(05)
[2]復(fù)合材料機(jī)身C型柱準(zhǔn)靜態(tài)壓潰仿真及失效模式[J]. 解江,馬驄瑤,周建,牟浩蕾,馮振宇.  航空材料學(xué)報(bào). 2017(02)
[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]復(fù)合材料波紋板軸向壓潰仿真及機(jī)身框段適墜性分析[J]. 牟浩蕾,鄒田春,杜月娟,解江.  航空材料學(xué)報(bào). 2015(04)
[5]復(fù)合材料層合板力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 石小紅,李成友,王婷婷,姜年朝,周光明.  工程與試驗(yàn). 2014(01)
[6]炭黑增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料力學(xué)行為的三維數(shù)值模擬[J]. 李慶,楊曉翔.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[7]通用飛機(jī)用復(fù)合材料應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 黨婧,高麗紅,楊利.  粘接. 2013(07)
[8]膠層厚度對(duì)膠連接接頭承載力的影響機(jī)理與控制[J]. 袁輝,劉鵬飛,王景全,馬毓,趙啟林.  解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
[9]工程優(yōu)化設(shè)計(jì)中的近似模型技術(shù)[J]. 韓鼎,鄭建榮.  華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(06)
[10]復(fù)合材料膠接強(qiáng)度分析[J]. 惠嘉,萬小朋,趙美英.  機(jī)械制造. 2012(07)

博士論文
[1]新型聚酰亞胺樹脂基復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 耿東兵.武漢理工大學(xué) 2007
[2]樹脂基復(fù)合材料計(jì)算機(jī)輔助成型工藝關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 王共冬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于三維負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的吸能盒設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 楊星.大連理工大學(xué) 2017
[2]碳纖維復(fù)合材料純電動(dòng)汽車車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 劉保公.湖南大學(xué) 2016
[3]基于側(cè)碰的車身梯度性能零部件防撞性能優(yōu)化[D]. 張富博.大連理工大學(xué) 2016
[4]鋼-CFRP膠接接頭疲勞損傷特性試驗(yàn)研究[D]. 趙京南.大連理工大學(xué) 2016
[5]復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 張哲繹.燕山大學(xué) 2016
[6]碳纖維復(fù)合材料汽車前地板成型工藝及性能研究[D]. 丁小馬.東華大學(xué) 2015
[7]復(fù)合材料薄壁管件的吸能特性與數(shù)值模擬[D]. 林景水.上海交通大學(xué) 2015
[8]碳纖維復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)罩優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 韓鵬.吉林大學(xué) 2011
[9]三維編織復(fù)合材料幾何建模及界面損傷力學(xué)研究[D]. 孫曉強(qiáng).山東輕工業(yè)學(xué)院 2011
[10]管材滾珠旋壓成形工藝研究[D]. 張寧.沈陽理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3625201