汽車復合材料結構漸進失效情況的建模與仿真
2016-12-08 08:09:50
汽車文摘 2016年4期
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汽車復合材料結構漸進失效情況的建模與仿真
復合材料由于其質量較輕和力學性能良好，因此已成功地將其應用于航天工業。但碳纖維增強塑料在汽車工業中的使用量依然局限于某些特定的用途，對于汽車底盤零部件的相關應用仍然沒有一個可靠的解決方案。然而，汽車制造商和一線供應商始終保持著對設計高質量終端產品的投入，以確保設計的輕量化零部件具有較高的安全性和可靠性，以實現良好的燃油經濟性。碳纖維增強塑料是一種代替傳統金屬材料的典型汽車復合材料，但在對汽車原有零部件進行輕量化的過程中，需要對原有部件進行重新的設計仿真驗證。事實上，在不滿足線性假設條件的某些環境下，復合材料會表現出相當豐富且復雜的材料特性，因此傳統汽車工業比較保守的設計方法往往會否定許多復合材料潛在的優點。基于在航空航天工業領域的設計研究經驗，闡述了如何使用先進的計算機輔助工程設計軟件來進行汽車高性能復合材料結構的設計，這包括一套完整的高精度建模與仿真方法，以精確模擬材料結構受力的非線性行為，比如復合材料中損傷發展的問題、表層脫落和層內漸進損傷等問題。針對上述問題的建模仿真都是基于連續損傷力學的，利用材料在微觀水平下損傷變量與剛度之間的影響關系，通過有限元軟件SAMCEF來實現。
Michael Bruyneel. SAE 2014-01-0962.
編譯：張蘇鐵
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