开孔CFRP与铝合金无铆钉铆接研究
发布时间：2021-05-06 04:52
碳纤维增强复合材料（CFRP）具有优异的材料性能,主要表现为比模量、比强度高,热膨胀系数小,比热容高,耐烧蚀性能好等,在汽车行业也越来越受到关注。目前白车身绝大部分仍为钣金件,CFRP与金属材料之间的连接性能好坏是影响车身结构服役性能优劣的重要因素。本文研究CFRP与铝合金的一种无铆钉铆接方法:将CFRP板件预制孔作为下板,与铝合金上板进行无铆钉铆接。主要研究开孔CFRP板件的拉伸力学性能、接头成形性能以及接头的单向拉伸力学性能。重点分析接头成形损伤、接头失效以及开孔CFRP板件的损伤演化过程。研究开孔CFRP层合板的单向拉伸力学性能及损伤模式。对[0]16、[0/90]4s、[45/-45]4s三种铺层形式的开孔CFRP层合板进行单向拉伸试验,得到三种层合板的载荷位移曲线、应变场以及试件的断裂形式。基于连续介质损伤力学创建三维CFRP正交各向异性材料模型,建立开孔CFRP层合板拉伸有限元模型,仿真模拟单向拉伸过程,将仿真与试验结果进行对比验证模型的准确性。分析三种铺层形式开孔CFRP板件在单拉工况下的渐进损伤过程,包括...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 开孔CFRP层合板力学性能研究现状
1.2.2 开孔CFRP与金属无铆钉铆接研究现状
1.3 论文研究内容
第2章 开孔CFRP层合板单向拉伸力学性能研究
2.1 开孔CFRP层合板单向拉伸试验
2.1.1 单向拉伸试验
2.1.2 [0]_(16)开孔CFRP层合板拉伸试验分析
2.1.3 [0/90]_(4s)开孔CFRP层合板拉伸试验分析
2.1.4 [45/-45]_(4s)开孔CFRP层合板拉伸试验分析
2.2 CFRP材料模型
2.2.1 正交各向异性本构方程
2.2.2 损伤起始及演化
2.2.3 带损伤的本构方程
2.3 有限元模型的建立及验证
2.3.1 有限元模型的建立
2.3.2 有限元模型的验证
2.4 开孔CFRP层合板单拉损伤分析
2.4.1 [0]_(16) 开孔CFRP层合板拉伸渐进损伤过程分析
2.4.2 [0/90]_(4s)开孔CFRP层合板拉伸渐进损伤过程分析
2.4.3 [45/-45]_(4s)开孔CFRP层合板拉伸渐进损伤过程分析
2.5 本章小结
第3章 开孔CFRP与铝合金无铆钉铆接成形研究
3.1 开孔CFRP与铝合金无铆钉铆接试验材料及装置
3.1.1 铆接材料
3.1.2 铆接模具及对中装置
3.2 开孔无铆钉铆接试验研究
3.2.1 铆接过程
3.2.2 不同孔径CFRP板件对接头成形效果的影响
3.3 开孔CFRP与铝合金无铆钉铆接仿真研究
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 有限元模型的验证
3.3.3 铆接过程仿真分析
3.4 铆接过程中不同铺层形式CFRP板件损伤研究
3.4.1 [0/90]_3 CFRP板件损伤研究
3.4.2 [45/-45]_3 CFRP板件损伤研究
3.4.3 [45/90/-45/0/90/45]CFRP板件损伤研究
3.5 本章小节
第4章 开孔CFRP与铝合金铆接接头力学性能研究
4.1 接头单向拉伸试验研究
4.1.1 孔径8.0mm CFRP板件的接头拉伸试验
4.1.2 孔径8.2mm CFRP板件的接头拉伸试验
4.1.3 孔径8.4mm CFRP板件的接头拉伸试验
4.1.4 不同孔径CFRP板件接头的拉伸试验分析
4.2 接头单向拉伸仿真研究
4.2.1 有限元模型的建立
4.2.2 有限元模型的验证
4.3 接头单向拉伸失效分析
4.3.1 接头颈部断裂失效分析
4.3.2 接头剥离失效分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Zinoviev理论的含孔复合材料层合板三维有限元渐进失效分析[J]. 昌磊,李书欣,丁安心,王继辉. 玻璃钢/复合材料. 2016(08)
[2]大直径铝合金铆钉以铆代螺可行性试验研究[J]. 于海平,张旭,章茂云,孙立强,李春峰. 航天制造技术. 2016(04)
[3]复合材料层合板开孔拉伸性能[J]. 丁聪. 环球市场信息导报. 2016(17)
[4]分层损伤对含孔复合材料层合板剩余强度影响[J]. 肖梦丽,张勇波,王治华,傅惠民,杨鑫. 航空动力学报. 2016(05)
[5]汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用[J]. 郑晖,赵曦雅. 锻压技术. 2016(02)
[6]无铆钉铆接的力学性能及失效模式研究[J]. 周璐瑶,吕婕,陆善彬. 机械强度. 2016(01)
[7]准各向同性纤维增强复合材料层合板的开孔拉伸破坏模拟[J]. 鲍宏琛,刘广彦. 复合材料学报. 2016(05)
[8]国产碳纤维复合材料开孔拉伸失效分析与预测[J]. 肖梦丽,张勇波,王治华,傅惠民,杨鑫. 航空动力学报. 2015(12)
[9]碳纤维复合材料在汽车工业中的应用[J]. 赵艳荣,胡平,梁继才,张文杰. 合成树脂及塑料. 2015(05)
[10]无铆钉铆接的接头优化研究[J]. 陶柳,王云,彭松华. 热加工工艺. 2015(07)
硕士论文
[1]白车身无钉铆接工艺及铆点力学性能研究[D]. 汪洋.合肥工业大学 2017
[2]无铆钉铆接成形参数对连接强度及疲劳寿命的影响分析[D]. 戚桂悦.吉林大学 2016
[3]基于疲劳的铝合金板件无铆钉铆接接头布置规律研究[D]. 许乐乐.吉林大学 2016
[4]车身先进高强钢零件无铆钉铆接连接及工艺参数研究[D]. 李兵.吉林大学 2015
[5]基于耐撞性无铆钉铆接接头建模方法研究[D]. 周璐瑶.吉林大学 2014
[6]车身无铆钉接头静力学性能研究及优化[D]. 刘学成.吉林大学 2012
本文编号：3171273
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 开孔CFRP层合板力学性能研究现状
1.2.2 开孔CFRP与金属无铆钉铆接研究现状
1.3 论文研究内容
第2章 开孔CFRP层合板单向拉伸力学性能研究
2.1 开孔CFRP层合板单向拉伸试验
2.1.1 单向拉伸试验
2.1.2 [0]_(16)开孔CFRP层合板拉伸试验分析
2.1.3 [0/90]_(4s)开孔CFRP层合板拉伸试验分析
2.1.4 [45/-45]_(4s)开孔CFRP层合板拉伸试验分析
2.2 CFRP材料模型
2.2.1 正交各向异性本构方程
2.2.2 损伤起始及演化
2.2.3 带损伤的本构方程
2.3 有限元模型的建立及验证
2.3.1 有限元模型的建立
2.3.2 有限元模型的验证
2.4 开孔CFRP层合板单拉损伤分析
2.4.1 [0]_(16) 开孔CFRP层合板拉伸渐进损伤过程分析
2.4.2 [0/90]_(4s)开孔CFRP层合板拉伸渐进损伤过程分析
2.4.3 [45/-45]_(4s)开孔CFRP层合板拉伸渐进损伤过程分析
2.5 本章小结
第3章 开孔CFRP与铝合金无铆钉铆接成形研究
3.1 开孔CFRP与铝合金无铆钉铆接试验材料及装置
3.1.1 铆接材料
3.1.2 铆接模具及对中装置
3.2 开孔无铆钉铆接试验研究
3.2.1 铆接过程
3.2.2 不同孔径CFRP板件对接头成形效果的影响
3.3 开孔CFRP与铝合金无铆钉铆接仿真研究
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 有限元模型的验证
3.3.3 铆接过程仿真分析
3.4 铆接过程中不同铺层形式CFRP板件损伤研究
3.4.1 [0/90]_3 CFRP板件损伤研究
3.4.2 [45/-45]_3 CFRP板件损伤研究
3.4.3 [45/90/-45/0/90/45]CFRP板件损伤研究
3.5 本章小节
第4章 开孔CFRP与铝合金铆接接头力学性能研究
4.1 接头单向拉伸试验研究
4.1.1 孔径8.0mm CFRP板件的接头拉伸试验
4.1.2 孔径8.2mm CFRP板件的接头拉伸试验
4.1.3 孔径8.4mm CFRP板件的接头拉伸试验
4.1.4 不同孔径CFRP板件接头的拉伸试验分析
4.2 接头单向拉伸仿真研究
4.2.1 有限元模型的建立
4.2.2 有限元模型的验证
4.3 接头单向拉伸失效分析
4.3.1 接头颈部断裂失效分析
4.3.2 接头剥离失效分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Zinoviev理论的含孔复合材料层合板三维有限元渐进失效分析[J]. 昌磊,李书欣,丁安心,王继辉. 玻璃钢/复合材料. 2016(08)
[2]大直径铝合金铆钉以铆代螺可行性试验研究[J]. 于海平,张旭,章茂云,孙立强,李春峰. 航天制造技术. 2016(04)
[3]复合材料层合板开孔拉伸性能[J]. 丁聪. 环球市场信息导报. 2016(17)
[4]分层损伤对含孔复合材料层合板剩余强度影响[J]. 肖梦丽,张勇波,王治华,傅惠民,杨鑫. 航空动力学报. 2016(05)
[5]汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用[J]. 郑晖,赵曦雅. 锻压技术. 2016(02)
[6]无铆钉铆接的力学性能及失效模式研究[J]. 周璐瑶,吕婕,陆善彬. 机械强度. 2016(01)
[7]准各向同性纤维增强复合材料层合板的开孔拉伸破坏模拟[J]. 鲍宏琛,刘广彦. 复合材料学报. 2016(05)
[8]国产碳纤维复合材料开孔拉伸失效分析与预测[J]. 肖梦丽,张勇波,王治华,傅惠民,杨鑫. 航空动力学报. 2015(12)
[9]碳纤维复合材料在汽车工业中的应用[J]. 赵艳荣,胡平,梁继才,张文杰. 合成树脂及塑料. 2015(05)
[10]无铆钉铆接的接头优化研究[J]. 陶柳,王云,彭松华. 热加工工艺. 2015(07)
硕士论文
[1]白车身无钉铆接工艺及铆点力学性能研究[D]. 汪洋.合肥工业大学 2017
[2]无铆钉铆接成形参数对连接强度及疲劳寿命的影响分析[D]. 戚桂悦.吉林大学 2016
[3]基于疲劳的铝合金板件无铆钉铆接接头布置规律研究[D]. 许乐乐.吉林大学 2016
[4]车身先进高强钢零件无铆钉铆接连接及工艺参数研究[D]. 李兵.吉林大学 2015
[5]基于耐撞性无铆钉铆接接头建模方法研究[D]. 周璐瑶.吉林大学 2014
[6]车身无铆钉接头静力学性能研究及优化[D]. 刘学成.吉林大学 2012
本文编号：3171273
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3171273.html
