当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

复合材料薄壁吸能结构仿真建模方法和吸能机理研究

发布时间:2019-01-12 09:32
【摘要】:采用数值仿真与少量试验相结合的方法成为研究复合材料结构耐撞性及其破坏机理的一个有效途径。因此,探索与试验数据相吻合的复合材料薄壁吸能结构仿真建模方法是一项具有重要意义的研究工作。本文以复合材料薄壁吸能结构压溃吸能数据为依据,分析了LS-Dyna软件中MAT_054号增强复合材料损伤模型的仿真建模方法,并基于数值模拟的方法对几何尺寸和铺层方式变化对T700/环氧树脂复合材料薄壁圆管吸能特性的影响进行了研究。本文的主要研究内容如下:(1)对T700/环氧树脂预浸料热压成型的复合材料圆管薄壁结构进行了准静态压溃试验,获得其承载能力、失效模式和吸能能力等参数,为复合材料薄壁吸能结构的耐撞性设计提供参考依据,同时也为本文后面的数值模拟仿真建模方法提供所需要的实验数据。(2)以T700/环氧树脂复合材料圆管为研究对象,在LS-Dyna软件中基于Chang-Chang失效准则采用MAT_054材料模型建立准静态压溃仿真模型,在验证有限元模型准确性的基础上进行材料模型参数和仿真建模关键参数分析,研究复合材料薄壁吸能结构的仿真建模方法。(3)在对比试验数据获得仿真结果较为准确的限元模型基础上,针对径厚比、径高比等复合材料薄壁圆管几何尺寸变化对其吸能特性的影响进行了研究分析。(4)研究纤维铺层方式(铺层角度和铺层比例)变化对复合材料圆管吸能特性影响。获得理想有限元仿真模型后,更改纤维铺层方式(铺层角度和铺层比例),对纤维铺层方式变化对其吸能特性影响进行研究分析。
[Abstract]:The combination of numerical simulation and a few experiments is an effective way to study the crashworthiness and failure mechanism of composite structures. Therefore, it is of great significance to explore the simulation modeling method for thin wall energy absorption structure of composite materials in accordance with the experimental data. Based on the energy absorption data of thin-walled composite materials, the simulation modeling method of damage model of MAT_054 reinforced composite material in LS-Dyna software is analyzed in this paper. Based on the numerical simulation method, the effects of geometric size and layering mode on the energy absorption characteristics of T700 / epoxy composite thin wall tubes were studied. The main contents of this paper are as follows: (1) Quasi-static crushing tests were carried out on the thin wall composite pipe structure formed by hot pressing of T700 / epoxy resin prepreg. The parameters such as bearing capacity, failure mode and energy absorption capacity were obtained. It provides a reference for the design of the crashworthiness of the composite thin wall energy absorption structure, and also provides the experimental data for the numerical simulation modeling method. (2) take the T700 / epoxy composite pipe as the research object. Based on the Chang-Chang failure criterion in LS-Dyna software, the quasi-static crushing simulation model is established by using the MAT_054 material model. The parameters of the material model and the key parameters of the simulation model are analyzed on the basis of verifying the accuracy of the finite element model. The simulation modeling method of composite thin wall energy absorption structure is studied. (3) on the basis of comparing the experimental data to obtain the more accurate finite element model of the simulation results, aiming at the ratio of diameter to thickness, The influence of diameter-height ratio on the energy absorption characteristics of thin walled composite tubes was studied. (4) the influence of fiber layering (angle and proportion of laminates) on the energy absorption characteristics of composite tubes was studied. After obtaining the ideal finite element simulation model, the influence of fiber layering mode on the energy absorption characteristics is studied and analyzed by changing the fiber layering mode (the angle and the proportion of layers).
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB33

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄春曼;李慧敏;;车辆碰撞及吸能材料结构研究进展综述[J];装备制造技术;2012年01期

2 贾福音,杨华,毕少华,蔡善海,岱贞海,张宝林,朱子星;托罐式吸能防撞梁[J];煤矿机械;2001年05期

3 吴义富;顾红军;阳波;;植物秸秆吸能缓冲特性研究[J];噪声与振动控制;2006年03期

4 程群峰;许亚洪;廖建伟;方征平;益小苏;;引发机制对复合材料波形梁吸能性能的影响及其破坏形貌分析[J];复合材料学报;2008年01期

5 刘瑞同,林建平,王鑫伟;复合材料对称元件的缓冲吸能性能研究[J];热固性树脂;2004年03期

6 张伟;郑鹏飞;刘陈;高原;;动态冲击荷载作用下橡胶材料吸能率分析[J];兵器材料科学与工程;2012年05期

7 赵统武;应力波法测试凿岩机冲击能量系统中吸能装置的研究[J];矿冶工程;1987年02期

8 贺成红;张佐光;李玉彬;孙志杰;;复合材料的冲击吸能与动态黏弹特性[J];北京航空航天大学学报;2007年07期

9 潘一山;马箫;肖永惠;李忠华;;矿用防冲吸能支护构件的数值分析与实验研究[J];实验力学;2014年02期

10 李剑峰;;柔性缓冲吸能式挡车装置[J];煤矿机械;2008年03期

相关会议论文 前10条

1 杨志强;杨嘉陵;;吸能缓冲靴设计方法研究[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年

2 王光耀;万鑫铭;李阳;高丽;周佳;赵清江;;热处理工艺对铝合金吸能盒力学性能和吸能性能影响的研究[A];2012重庆汽车工程学会年会论文集[C];2012年

3 赵洪伦;程玲;王文斌;;吸能元件特性的非线性有限元仿真研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年

4 许亚洪;程群峰;益小苏;;不同引发机制对复合材料圆管件吸能性能影响的初步研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年

5 燕瑛;罗炜桓;王立朋;宫少波;;复合材料圆筒结构准静态压缩破坏吸能研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年

6 彭跃湘;;平头汽车碰撞吸能器结构设计与试验研究[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年

7 黄可;顾菲菲;何思渊;何德坪;;梯度孔径多孔铝合金的压缩及吸能性能[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

8 李本怀;王科飞;李成林;;B型不锈钢地铁碰撞吸能研究[A];第八届中国智能交通年会论文集[C];2013年

9 潘一山;吕祥锋;李忠华;;煤矿冲击地压巷道吸能支护研究[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年

10 赵桂范;林乐川;储元娟;;曲面壳体撞击吸能分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年

相关重要报纸文章 前4条

1 湖南记者站 组稿;列车结构塑变吸能技术及装置[N];科技日报;2012年

2 本报记者 谢莉葳;寻求车头吸能与刚性的平衡[N];中国消费者报;2013年

3 成吉昌 郭惠斌;防撞吸能装置令驾驶员更安全[N];中国汽车报;2001年

4 段衍;轻客品质 微面成本[N];民营经济报;2006年

相关博士学位论文 前8条

1 付玉凯;高冲击韧性锚杆吸能减冲原理及应用[D];煤炭科学研究总院;2015年

2 张宗华;轻质吸能材料和结构的耐撞性分析与设计优化[D];大连理工大学;2010年

3 雷成;基于多体系统动力学的机车车辆耐撞性研究[D];西南交通大学;2014年

4 柳艳杰;汽车低速碰撞吸能部件的抗撞性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

5 尹汉锋;着陆缓冲系统中吸能结构的耐撞性优化[D];湖南大学;2011年

6 李松晏;高速列车吸能结构研究与明线交会安全评估[D];中国科学技术大学;2014年

7 王志华;泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究[D];太原理工大学;2005年

8 黄俊;面向行人下肢碰撞保护的汽车前端结构快速优化设计研究[D];清华大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 姚鹏辉;基于连挂碰撞的城轨车辆吸能结构研究[D];西南交通大学;2015年

2 余建立;翻转式薄壁结构吸能特性研究及其在吸能盒中的运用[D];华南理工大学;2015年

3 刘洪兰;汽车吸能盒抗撞性仿真优化研究[D];上海工程技术大学;2015年

4 张哲绎;复合材料薄壁结构抗撞性优化设计[D];燕山大学;2016年

5 宋慧斌;车辆吸能部件耐撞性的拓扑优化研究[D];湖南大学;2016年

6 曹松;基于聚氨酯管的台车碰撞缓冲吸能装置研究[D];湖南大学;2016年

7 程洁;多孔材料压缩变形行为及吸能性能的研究[D];中国民航大学;2016年

8 石建;航空泡沫铝合金的制备与吸能性能研究[D];中国民航大学;2016年

9 高鹏程;汽车薄壁吸能部件耐撞性及吸能特性设计研究[D];安徽工业大学;2016年

10 余传辉;兼顾行人下肢保护与低速碰撞的保险杠吸能器研究[D];湖南大学;2015年



本文编号:2407623

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2407623.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户503c4***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com