金属—复合材料叠层构件加工变形控制研究

发布时间：2021-08-30 07:21

　　随着人们对于汽车使用性能的要求、汽车排放标准的不断提高以及新能源汽车的不断发展,汽车轻量化得到了越来越多的重视。采用新型轻质材料是汽车轻量化的有效措施之一,目前铝合金等金属与复合材料为汽车轻量化的主要材料,金属与复合材料的搭配使用可以在最大化各自使用性能的同时降低成本。但是某些金属-复合材料叠层构件在成型之后再对复合材料部分进行精加工会引起构件的变形。除了使构件自身的加工质量变差外,当这种变形构件与其他构件进行装配连接时,强迫装配所产生装配应力会极大地增加构件失效的风险。针对上述问题,本文以某金属-复合材料叠层异形构件为研究对象,探究该构件的加工变形控制方法。主要的研究工作和取得的成果如下:（1）通过查阅国内外文献获知研究对象的加工变形的产生原因为复合材料内部含有残余应力以及金属壳体的弱刚性。针对复合材料内部的残余应力,介绍了其产生原因与相关的测量方法。并详细介绍了增量切割法的试验原理以及基于试验数据的残余应力计算方法。（2）通过拉伸试验测定了复合材料的弹性模量,使用增量切割法对金属-复合材料叠层平板实施了应力测量试验,依据试验结果对复合材料的残余应力进行了计算,使用勒让德多项式对残余... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 复合材料残余应力的产生机理与测量方法
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文研究的内容及意义
2 试验原理与弹性模量的测定
    2.1 应变测试原理
        2.1.1 金属电阻应变片的工作原理
        2.1.2 静态应变测试仪及测量原理
        2.1.3 温度补偿
    2.2 增量切割法的原理以及残余应力的计算方法
        2.2.1 增量切割法的原理
        2.2.2 残余应力的计算方法
        2.2.3 残余应力测量不确定度的评价
    2.3 材料弹性模量的试验测定
        2.3.1 试验材料与试验设备
        2.3.2 试验方法及过程
        2.3.3 数据处理及试验结果
    2.4 本章小结
3 金属-复合材料平板残余应力测量
    3.1 引言
    3.2 金属-复合材料平板增量切割试验
        3.2.1 试验方案
        3.2.2 试验材料与试验设备
        3.2.3 试验方法与过程
        3.2.4 试验结果
    3.3 基于试验数据的残余应力计算
        3.3.1 模型的建立
        3.3.2 网格无关化讨论
        3.3.3 载荷与边界条件的施加
        3.3.4 残余应力计算过程与计算结果
    3.4 本章小结
4 加工变形控制方法
    4.1 引言
    4.2 应力释放槽有效性的仿真验证与参数分析
        4.2.1 模型的建立
        4.2.2 有效性仿真验证过程与结果
        4.2.3 应力释放槽的参数化分析
    4.3 应力释放槽在金属-复合材料叠层异形构件上的应用
        4.3.1 试验材料与设备
        4.3.2 试验方法与过程
        4.3.3 试验结果与分析
    4.4 通过内支撑提高金属壳体刚性的数值模拟
        4.4.1 数值模拟分析思路
        4.4.2 模型的建立
        4.4.3 数值模拟结果与分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3372338