CFRP铝合金复合型管吸能特性研究

发布时间：2024-04-14 06:06

　　汽车产业的快速发展和交通事故的频繁发生,使汽车安全成为人们关注的重点。随着汽车保有量的增加,能源和环境等社会问题也日益突出,汽车轻量化成为了未来汽车的发展趋势。近年来碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)凭借着自身轻质高强、可设计性高和比吸能能力强等优点逐渐被应用于汽车领域,以满足汽车轻量化和耐撞性的要求,然而CFRP也存在高脆性、失效不稳定以及高成本等诸多问题。越来越多的研究开始转向CFRP和金属结合在一起的复合型结构,这种结构能够满足未来汽车越来越高的吸能需求,同时还能极大地减轻吸能元件的重量。因此开展此新型结构的吸能特性研究具有重要的工程应用价值。本文以CFRP铝合金复合型管为研究对象,采用理论仿真与试验的方法对其轴向吸能特性进行了研究,探讨不同因素对其吸能特性的影响规律,为复合型吸能元件结构设计提供参考依据。主要研究内容如下:基于复合材料力学和损伤力学,结合复合材料的力学特性和失效模式,确定了复合材料面内损伤和层间损伤各自对应的材料失效准则和性能退化准则,建立了用于CFRP铝合金复合型管轴向压溃的复合材料渐进损伤模型。在A...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1交通事故类型所占比例汽车数量大幅增加的同时不仅造成了交通事故的频繁发生，也带来了能源

1第1章绪论1.1课题研究背景及意义汽车工业是我国国民经济的重要支柱产业之一，近十年中国汽车工业不断发展，产销量连续十年蝉联全球第一[1]。2018年，汽车总产销分别达到了2780.9万辆和2808.1万辆。随着汽车保有量的持续增长和行驶速度的提高，行车安全变得越来越重要。消费者....

图2-2层合板平面受力示意图

14此时，单层材料在非主方向的刚度矩阵C与主方向的刚度矩阵C之间的关系为：11()TC=TCT（2-8）式中，1T为坐标转换矩阵，各子项可通过θ进行计算得到：2212222cossin2sincossincos2sincossincossincoscossinθθθθθθθθθθ....

图2-3两种退化模型

16221112121tXSστ+≥（2-14）纤维压缩失效（11σ<0）：2111cXσ≥（2-15）基体拉伸失效（22σ≥0）：222212121tYSστ+≥（2-16）基体压缩失效（22σ<0）：222222212232312+1122ccYSYSSσστ+≥（2-17）....

图2-4双线性退化模型示意图

位移，0eqσ为相对应的初始损伤时的等效应力。阴影部分面积cG为材料失效过程的能量耗散，也称为断裂韧性。如果材料从部分损伤的状态下卸载，如图中B点，则材料会沿BO所示虚线回到原点，若重新加载，材料会沿着OBC路径进行演化。

本文编号：3954236