复合材料薄壁管冲击断裂分析与吸能特性优化

编号 zgly0001411260

文献类型 期刊论文

文献题名 复合材料薄壁管冲击断裂分析与吸能特性优化

作者 李喆  孙凌玉 

作者单位 北京航空航天大学交通科学与工程学院 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2011年04期

年份 2011 

分类号 TB33 

关键词 复合材料  能量吸收  有限元法  优化设计  轻量化汽车 

文摘内容 为实现不同冲击载荷下的吸能管结构逆向设计,应用复合材料强度和刚度理论,计算得到树脂基纤维增强复合材料正交各向异性的力学参数,同时应用非线性显式有限元算法模拟了轴向冲击载荷作用下管件的动态断裂过程。根据正交设计原理,得到了管件比吸能与其几何参数之间的非线性映射关系,并构造出了相应的响应表面。按照汽车正面碰撞对冲击加速度的要求,应用序列二次规划算法对吸能管进行了优化设计,得到了具有较优吸能效率和较小冲击力峰值的吸能管结构参数。结果显示:方管的变形模式、吸能量、冲击载荷-位移曲线变化趋势、冲击载荷峰值等与试验结果吻合很好;当管件的壁厚、截面长度、管长分别选取2.1、44、200 mm时,可得到设计域内的最大比吸能29.23 J/g。