碳纤维复合材料车身B柱下接头动态冲击实验与仿真研究

发布时间：2021-10-21 19:57

　　汽车的诞生扩大了人们的生活范围,缩短了人们路上的时间消耗,给人们的生活带来了便利,但同时也给环境造成了负担。发展汽车轻量化技术可以缓解一系列环境问题,因此一直是高校和汽车生产商研究的热点。众所周知,使用轻量化材料对减少汽车排放非常有效。我们关注到其中的碳纤维复合材料（CFRP）不仅质量轻,而且比强度、比模量高,吸能性好。特别是热塑性碳纤维复合材料（CFRTP）除上述特点之外,还有韧性高、可回收利用、成型时间短等优点。但是其价格成本较高,近年来随着工艺的进步,其价格也在逐年减低。在考虑汽车轻量化的同时,还需关注汽车的安全性。在汽车发生的交通事故中,常见的形式有正碰、侧碰、追尾、汽车翻滚等。在汽车的整体中其侧面强度较弱,相较于汽车前后端缓冲区较小,吸能性差,可能会对驾驶员造成危害。而在汽车侧围中汽车B柱及其下部接头起着重要的承力作用,接头上部分支连接汽车B柱,左右分支连接两个门槛梁,结构复杂。因此,本文主要考虑汽车的侧面碰撞工况,探索CFRTP材料在车身B柱下接头的应用,在保证汽车安全性的基础上进行车身的减重。首先,由于发生在汽车碰撞过程中的材料变形应变速率分布在10^-1

【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】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关研究工作
        1.2.1 碳纤维在汽车上的应用现状
        1.2.2 汽车车身接头研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 相关理论基础
    2.1 复合材料力学理论基础
    2.2 汽车侧面碰撞研究理论
        2.2.1 概述
        2.2.2 汽车侧面碰撞法规简介
    2.3 本章小结
3 碳纤维材料动态力学性能测试
    3.1 概述
    3.2 实验仪器介绍
        3.2.1 力学性能测试夹具
        3.2.2 其他测试装置介绍
    3.3 CFRP材料压缩力学性能测试过程
        3.3.1 CFRP材料压缩力学性能测试试件
        3.3.2 CFRP材料压缩力学性能测试过程
    3.4 CFRP材料拉伸力学性能测试
        3.4.1 CFRP材料拉伸力学性能测试试件
        3.4.2 CFRP材料拉伸力学性能测试过程
    3.5 CFRP材料剪切力学性能测试
        3.5.1 CFRP材料剪切力学性能测试试件
        3.5.2 CFRP材料剪切力学性能测试过程
    3.6 低应变率材料力学性能试验结果
    3.7 本章小结
4 CFRP材料车身接头动态冲击试验
    4.1 B柱下部接头的成型
        4.1.1 B柱下部接头的介绍
        4.1.2 接头制备过程
    4.2 实验设备与连接
        4.2.1 设备介绍
        4.2.2 设备连接与试验加载
    4.3 试验结果与分析
        4.3.1 接头冲击性能与失效形式
        4.3.2 制定测量点的应变状态
    4.4 本章小结
5 车身接头动态冲击仿真模拟
    5.1 碰撞仿真基础理论
    5.2 接头有限元仿真与实验对比
        5.2.1 接头有限元模型
        5.2.2 仿真结果与验证
    5.3 热固性与热塑性材料接头低速侧碰仿真对比
        5.3.1 热固性与热塑性接头有限元模型设置的不同
        5.3.2 B柱接头碰撞性能评价指标
        5.3.3 侧面碰撞仿真结果分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]车身碳纤维接头结构横向弯曲性能研究[J]. 王海丰,于野,许现哲,侯文彬.  汽车工程. 2019(01)
[2]应变式电阻压力传感元件灵敏度的测定[J]. 王维果,朱世国,饶大庆,邹旭敏,胡再国.  物理实验. 2018(11)
[3]基于耦合算法的三维复杂结构冲击动力学特性[J]. 初文华,朱东俊,梁德利,封峰,韦斯俊.  爆炸与冲击. 2018(04)
[4]汽车驾驶员的人为因素与交通安全[J]. 贺习峰.  汽车与驾驶维修(维修版). 2018(05)
[5]日本成功研发世界首个碳纤维增强热塑性复合材料汽车底盘[J].   高科技纤维与应用. 2017(06)
[6]汽车轻量化用Mg-xLi-Al-Zn镁合金热轧后组织和性能研究[J]. 王文乐.  热加工工艺. 2017(24)
[7]汽车车身T型接头的刚度分析与研究[J]. 宋章迪,沈景凤.  农业装备与车辆工程. 2017(10)
[8]常温耐介质对T700级环氧复合材料面内剪切性能的影响[J]. 李巍,赵洪伟,郭江.  工程与试验. 2017(03)
[9]追求安全无止境——解读2018年版C-NCAP管理规则[J]. 包崇美.  世界汽车. 2017(06)
[10]基于A柱结构改进的某越野车偏置碰撞性能优化[J]. 方柘林,李国超,王元博.  湖北汽车工业学院学报. 2017(01)

博士论文
[1]变栅距光栅位移传感器的若干问题研究[D]. 刘正坤.中国科学技术大学 2009

硕士论文
[1]CFRP车身T型接头结构横向弯曲性能研究[D]. 王海丰.大连理工大学 2018
[2]车身碳纤维波纹夹层结构防撞梁设计与优化[D]. 阳辉辉.大连理工大学 2018
[3]碳纤维车身结构精细化仿真设计与优化[D]. 白云静.大连理工大学 2017
[4]北京市汽车保有量增长的原因及对交通拥堵影响研究[D]. 盖盈盈.北京交通大学 2017
[5]基于侧面碰撞的高强度钢耐撞特性以及相关选材技术研究[D]. 张文.湖南大学 2012
[6]汽车碰撞及防撞梁结构优化研究[D]. 张伟.西南交通大学 2012



本文编号：3449628