铝蜂窝三明治结构耐撞性能研究

发布时间：2022-07-07 10:03

　　汽车轻量化技术是推动汽车产业实现节能减排的重要手段,其中新材料和新结构的应用是实现汽车轻量化的主要途径。铝蜂窝三明治结构以其优良的力学特性和功能特点,在汽车车身结构中存在广阔的应用空间。汽车结构在汽车行驶过程中常受到弯曲、面内压缩和低速冲击等工况,因此基于汽车常见载荷工况,对铝蜂窝三明治结构进行耐撞性评价显得十分重要。本文通过实验与数值方法相结合,对铝蜂窝三明治结构在不同加载工况下的耐撞性能以及失效机理进行了系统分析,探讨了几何参数对其耐撞性能以及失效模式的影响关系和内在机理,主要内容包含如下:基于实验结果,研究了几何尺寸对铝蜂窝三明治结构弯曲性能的影响规律,建立了全尺寸三维有限元模型,并参考仿真结果对其结构弯曲失效过程以及吸能机理进行了分析。综合实验现象与仿真仿真结果,构建了可以精确地预测其弯曲强度、弯曲吸能以及失效模式的理论模型。通过实验与仿真结合的方法,研究了铝蜂窝夹层结构在面内压缩工况下的力学响应,讨论并分析了三明治几何参数对其耐撞性能以及失效模式的影响。结果表明,铝蜂窝三明治结构总吸能以及比吸能对面板厚度呈现出明显的负相关趋势,而对蜂窝芯层高度呈现出正相关趋势。通过实验方法对... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及其意义
    1.2 国内外相关领域研究现状
    1.3 本课题研究内容
    1.4 本文的特色与创新性工作
第2章 结构耐撞性及材料失效相关理论
    2.1 结构耐撞性以及防护性能评价的表征
    2.2 铝合金材料力学行为表征
        2.2.1 典型的材料模型简化
        2.2.2 Johnson-Cook模型及其参数识别
    2.3 基于内聚力模型的界面单元理论
    2.4 本章小结
第3章 铝蜂窝三明治结构弯曲性能研究
    3.1 引言
    3.2 准静态弯曲实验研究
        3.2.1 试样准备
        3.2.2 准静态弯曲实验过程
        3.2.3 准静态弯曲实验结果分析
    3.3 铝蜂窝三明治结构弯曲机理仿真分析
        3.3.1 有限元建模细节
        3.3.2 有限元模型验证
        3.3.3 弯曲过程分析
    3.4 铝蜂窝三明治结构弯曲性能理论模型
        3.4.1 刚度强度理论
        3.4.2 吸能理论预测
    3.5 本章小结
第4章 铝蜂窝三明治结构面内压缩性能研究
    4.1 引言
    4.2 铝蜂窝三明治结构面内压缩实验研究
        4.2.1 试样准备
        4.2.2 准静态面内压缩实验过程
        4.2.3 准静态面内压缩实验结果分析
    4.3 铝蜂窝三明治结构面内压缩机理仿真分析
        4.3.1 有限元建模细节
        4.3.2 有限元模型验证
        4.3.3 面内压缩过程分析
    4.4 本章小结
第5章 铝蜂窝三明治结构低速冲击性能研究
    5.1 引言
    5.2 铝蜂窝三明治结构低速冲击实验研究
        5.2.1 试样准备
        5.2.2 低速冲击实验过程
        5.2.3 低速冲击实验结果分析
    5.3 铝蜂窝三明治结构低速冲击性能仿真分析
        5.3.1 有限元建模细节
        5.3.2 有限元模型验证
        5.3.3 低速冲击机理分析
        5.3.4 基于仿真模型的参数分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
附录A 攻读学位期间所获得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车内饰轻量化工艺研究[J]. 黄志亮,景一柱,周广洲,丁闰.  科技创新与应用. 2017(28)
[2]新能源汽车轻量化的关键技术[J]. 肖勇,丁玉梅,秦柳,程祥,虞华春,杨卫民.  塑料. 2016(02)
[3]新能源汽车全塑车身先进制造技术[J]. 秦柳,肖勇,丁玉梅,虞华春,朱国才,杨卫民.  中国塑料. 2014(12)
[4]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意.  汽车安全与节能学报. 2014(01)
[5]薄面板复合材料蜂窝夹层结构冲击试验[J]. 张俊琪,刘龙权,汪海.  复合材料学报. 2014(04)
[6]论汽车轻量化[J]. 马鸣图,易红亮,路洪洲,万鑫铭.  中国工程科学. 2009(09)



本文编号：3656221