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考虑综合失效判据的铝合金防撞梁静压失效行为研究
1
作者 刘东 史晓 +2 位作者 赵杨洋 王武荣 韦习成 《上海金属》 2025年第3期66-72,共7页
以铝合金防撞梁为研究对象,设计了铝合金的单轴拉伸、R5缺口、圆孔和剪切试样的准静态拉伸试验。通过获得的不同应力状态试样的力学性能数据,构建了材料的Swift-Hockett Sherby硬化本构和综合考虑韧性与剪切失效判据的CrachFEM失效模型... 以铝合金防撞梁为研究对象,设计了铝合金的单轴拉伸、R5缺口、圆孔和剪切试样的准静态拉伸试验。通过获得的不同应力状态试样的力学性能数据,构建了材料的Swift-Hockett Sherby硬化本构和综合考虑韧性与剪切失效判据的CrachFEM失效模型。并结合有限元分析研究了铝合金防撞梁的静压失效行为。结果表明:仿真结果可以有效预测防撞梁的力学行为和失效形貌;断裂力、断裂位移、峰值力和吸能值的误差分别为3.2%、3.5%、5.2%和3.8%。 展开更多
关键词 铝合金防撞梁 硬化曲线 失效判据 三点弯 有限元分析
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汽车防撞梁系统多学科多目标优化 被引量：2
2
作者 李国富 马财俊 金红光 《上海汽车》 2025年第4期39-43,共5页
为提升防撞梁系统碰撞安全性以及开发效率,将其与整车模型进行解耦研究。设计变量包括各钣金材料、料厚选型以及诱导筋位置、深度等。基于ExpertAI神经网络算法对样本变形模式进行分类筛选以提升响应面法拟合精度,通过多目标优化方法对... 为提升防撞梁系统碰撞安全性以及开发效率,将其与整车模型进行解耦研究。设计变量包括各钣金材料、料厚选型以及诱导筋位置、深度等。基于ExpertAI神经网络算法对样本变形模式进行分类筛选以提升响应面法拟合精度,通过多目标优化方法对防撞梁系统高速碰撞性能(FRB/SORB/MPDB)进行全局性能均衡设计。结果表明,优化后FRB工况吸能盒截面力峰值满足目标,吸能水平大幅提升,上下吸能盒碰撞力效率分别由72.3%和61.5%提升至82.4%和81.9%,SORB/MPDB工况性能均达标,所提出的防撞梁系统多学科多目标优化方法可有效应用于工程开发。 展开更多
关键词 防撞梁 吸能盒 参数化 多目标 优化设计
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保险杠安全性能仿真分析与试验研究 被引量：16
3
作者 徐中明 徐小飞 +2 位作者 张志飞 万鑫铭 赵清江 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期293-297,共5页
针对某乘用车原钢制保险杠低速碰撞变形大的问题和汽车轻量化设计的需求,新开发了铝合金保险杠。分别建立了原钢制保险杠和新开发的铝合金保险杠的有限元模型,对其进行了三点静压仿真,并进行了试验验证。结果表明,铝合金保险杠强度性能... 针对某乘用车原钢制保险杠低速碰撞变形大的问题和汽车轻量化设计的需求,新开发了铝合金保险杠。分别建立了原钢制保险杠和新开发的铝合金保险杠的有限元模型,对其进行了三点静压仿真,并进行了试验验证。结果表明,铝合金保险杠强度性能优于原钢制保险杠。通过台车碰撞仿真和试验,分析了两款保险杠的耐撞性,相同工况下铝合金保险杠防撞梁的变形量和台车减速度值均小于钢制保险杠,其耐撞性优于原钢制保险杠。 展开更多
关键词 轻量化 铝合金保险杠 三点静压试验 台车试验 耐撞性
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新型负泊松比多孔吸能盒平台区力学性能 被引量：23
4
作者 张伟 侯文彬 胡平 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期534-541,共8页
提出了一种具有负泊松比效应的汽车前纵梁吸能盒(NPRC)结构,通过对元胞平台区的失效模式和平台应力的分析,研究了此结构在失效时的力学性能,即等效弹性模量和平台应力在面内加载过程中均能得到一定程度的增强,表现出较好的能量吸收能力... 提出了一种具有负泊松比效应的汽车前纵梁吸能盒(NPRC)结构,通过对元胞平台区的失效模式和平台应力的分析,研究了此结构在失效时的力学性能,即等效弹性模量和平台应力在面内加载过程中均能得到一定程度的增强,表现出较好的能量吸收能力。根据NPRC元胞在平台区的力学模型,分别建立了发生弹性屈曲和塑性塌陷时的临界应力公式,得出塑性塌陷是该结构的主要失效模式。通过Matlab程序建立了NPRC元胞的参数化有限元模型,研究了元胞几何参数与平台应力的关系,即元胞的平台应力与长度系数和元胞夹角呈反比,与厚度系数呈正比。通过NPRC结构3×3样件的面内轴向准静态压缩实验验证了有限元分析结果,实验结果表明:NPRC样件等效负泊松比为-11.97,产生密实化现象,平台应力的峰值随着应变的增加逐渐增大,这对提高能量吸收性能具有重要的研究意义。 展开更多
关键词 负泊松比 吸能盒 多孔结构 平台应力 塑性塌陷
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面向行人腿部保护的保险杠吸能结构优化 被引量：10
5
作者 张志飞 李勋 +2 位作者 徐中明 贺岩松 杨海威 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期42-46,64,共6页
对某轿车进行行人小腿与保险杠的碰撞试验,建立行人小腿与某轿车前端的碰撞有限元模型,并进行相应的仿真,试验结果验证了有限元模型的正确性。在此基础上,为满足Euro-NCAP法规要求,在原车上增加吸能泡沫和副保险杠,对比分析了3种不同截... 对某轿车进行行人小腿与保险杠的碰撞试验,建立行人小腿与某轿车前端的碰撞有限元模型,并进行相应的仿真,试验结果验证了有限元模型的正确性。在此基础上,为满足Euro-NCAP法规要求,在原车上增加吸能泡沫和副保险杠,对比分析了3种不同截面形状的EPP泡沫对行人腿部的保护效果,确定了吸能泡沫的最优截面形状为C形。接着通过Hyperstudy和LS-DYNA联合仿真对吸能泡沫和薄壁圆管进行了形状和尺寸优化,得到对行人腿部保护效果最好的参数组合。结果表明:行人保护综合评价指标MSE较优化前降低了47.4%,胫骨加速度和膝部弯曲角峰值分别下降了19.6%和37.6%。最后分析了设计变量对腿部损伤指标的贡献率。 展开更多
关键词 行人保护 EPP泡沫 保险杠 形状优化 尺寸优化
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基于正交设计的汽车前纵梁吸能结构的优化 被引量：16
6
作者 白中浩 陈天志 +1 位作者 曹立波 殷文强 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期935-939,共5页
为了增强某款SUV车的耐撞性,提出了一种带诱导槽的八边形结构、可逐级吸收碰撞能量的前纵梁,并建立了其准静态纵向压溃和台车碰撞两种有限元模型。在台车模型中考虑了台车质心位置和车轮模型的刚度、高速旋转与摩擦特性的影响;采用正交... 为了增强某款SUV车的耐撞性,提出了一种带诱导槽的八边形结构、可逐级吸收碰撞能量的前纵梁,并建立了其准静态纵向压溃和台车碰撞两种有限元模型。在台车模型中考虑了台车质心位置和车轮模型的刚度、高速旋转与摩擦特性的影响;采用正交试验设计法对前纵梁的材料、壁厚和焊点位置进行了优化,并将优化结果用于底盘结构。底盘耐撞性试验结果表明,优化后结构具有较好的吸能能力。 展开更多
关键词 汽车前纵梁 正交设计 优化 耐撞性
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FSAE赛车车架的强度和刚度分析 被引量：39
7
作者 赵帅 隰大帅 +1 位作者 王世朝 陆善彬 《计算机辅助工程》 2011年第4期53-56,共4页
为保证吉林大学SAE方程式(Formula SAE,FSAE)赛车能够安全参赛,介绍其车架设计方案,利用MSC Patran建立车架的有限元模型,得出该车架在多种工况下的强度值以及扭转和弯曲刚度值;将分析所得数据与已知数据进行对比,证明该方案满足设计要... 为保证吉林大学SAE方程式(Formula SAE,FSAE)赛车能够安全参赛,介绍其车架设计方案,利用MSC Patran建立车架的有限元模型,得出该车架在多种工况下的强度值以及扭转和弯曲刚度值;将分析所得数据与已知数据进行对比,证明该方案满足设计要求,为FSAE赛车的安全参赛提供理论保证. 展开更多
关键词 FSAE赛车 车架 强度 刚度 有限元
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轿车前保险杠碰撞性能多目标优化 被引量：13
8
作者 金浩 向宇 +1 位作者 蒋红华 孙润 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第6期943-949,共7页
在汽车保险杠碰撞问题研究中,完全压溃可以反映出保险杠碰撞中吸收的最大能量。本文建立了碰撞过程中保险杠吸收能量最大化、质量比吸能最大化、X方向最大形变量最小化以及初速度衰减时间最小化的多目标优化问题。以保险杆横梁厚度,左... 在汽车保险杠碰撞问题研究中,完全压溃可以反映出保险杠碰撞中吸收的最大能量。本文建立了碰撞过程中保险杠吸收能量最大化、质量比吸能最大化、X方向最大形变量最小化以及初速度衰减时间最小化的多目标优化问题。以保险杆横梁厚度,左右加强板厚度,吸能块内外壁厚为设计变量,利用有限元软件LS-DYNA软件得到不同设计变量的压溃信息,通过响应面法构造近似目标函数,在各自响应面上寻找最优值,并利用理想点法求解多目标优化问题的有效解,最终完成了轿车前保险杠的碰撞多目标优化设计。 展开更多
关键词 保险杠 碰撞分析 完全压溃 响应面法 理想点法 多目标优化
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横向稳定杆性能计算及其影响因素分析 被引量：22
9
作者 丁能根 张宏兵 +1 位作者 冉晓凤 薄颖 《汽车技术》 北大核心 2007年第2期19-22,共4页
基于对横向稳定杆的受力分析,推导出其等效在车轮处的侧倾角刚度,给出了稳定杆截面相当应力的计算公式和最大应力横截面的位置。求出了悬架在最恶劣工况下横向稳定杆的强度条件,进一步分析了稳定杆安装位置和结构参数对其侧倾角刚度和... 基于对横向稳定杆的受力分析,推导出其等效在车轮处的侧倾角刚度,给出了稳定杆截面相当应力的计算公式和最大应力横截面的位置。求出了悬架在最恶劣工况下横向稳定杆的强度条件,进一步分析了稳定杆安装位置和结构参数对其侧倾角刚度和最恶劣工况下应力的影响,并提出了横向稳定杆的若干设计要点。 展开更多
关键词 悬架 横向稳定杆 侧倾角刚度 应力
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基于薄壁梁压溃和弯曲理论的前纵梁轻量化设计 被引量：7
10
作者 陈光 陈超 +2 位作者 路深 陈勇 李杨 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1269-1273,共5页
在保证某国产B级轿车抗撞性的基础上进行了其前纵梁的轻量化设计。首先根据变形特征将前纵梁划分为5个子结构,并通过有限元分析获得各子结构的压溃力或弯矩。以十二直角薄壁梁压溃理论为基础,根据压溃部分的压溃力进行子结构设计;进而... 在保证某国产B级轿车抗撞性的基础上进行了其前纵梁的轻量化设计。首先根据变形特征将前纵梁划分为5个子结构,并通过有限元分析获得各子结构的压溃力或弯矩。以十二直角薄壁梁压溃理论为基础,根据压溃部分的压溃力进行子结构设计;进而根据弯曲变形中应力分布特点,将十二直角薄壁梁截面组合为一个或数个标准矩形截面,代入矩形薄壁梁最大弯矩理论表达式,获得十二直角薄壁梁的最大弯矩,并根据该车子结构的最大弯矩进行弯曲部分的结构设计。最终结果在保证整车正面碰撞波形的同时,减轻纵梁质量约15%。 展开更多
关键词 薄壁梁 抗撞性 轻量化设计 压溃 弯曲
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CFRP十二直角薄壁梁保险杠的轻量化设计 被引量：8
11
作者 陈光 路深 +2 位作者 赵紫剑 陈超 娄磊 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期232-238,共7页
针对某B级轿车保险杠总成轻量化改进设计,基于碰撞能量管理的方法,确定了保险杠吸能目标,采用正向设计的方法进行详细尺寸设计。吸能盒采用外层为碳纤维增强复合材料(CFRP)、内层为低碳钢板的十二直角薄壁梁结构,根据薄壁梁压溃理论,分... 针对某B级轿车保险杠总成轻量化改进设计,基于碰撞能量管理的方法,确定了保险杠吸能目标,采用正向设计的方法进行详细尺寸设计。吸能盒采用外层为碳纤维增强复合材料(CFRP)、内层为低碳钢板的十二直角薄壁梁结构,根据薄壁梁压溃理论,分别确定两层材料厚度理论值。横梁采用单层CFRP材料的十二直角薄壁梁结构,以刚度等效替代方法,确定横梁厚度理论值。以厚度理论值为基础,设计一系列对比方案,最终通过高、低速碰撞验证选出合理方案,在保证吸能要求的前提下,使保险杠总成质量减轻41.5%。 展开更多
关键词 保险杠 碰撞能量吸收 轻量化 CFRP 十二直角薄壁梁
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面向轻量化的高强度SMC保险杠碰撞性能研究 被引量：17
12
作者 刘海江 刘娜 肖丽芳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第5期813-817,822,共6页
以国内某车型的保险杠为研究对象,以高强度片状模塑料复合材料(SMC)作为轻量化材料替代原保险杠零件的高强度钢材料,运用显示有限元LS-DYNA软件对保险杠进行低速碰撞性能分析,选定SMC替换部分的保险杠最优厚度,并进一步对选定厚度的SMC... 以国内某车型的保险杠为研究对象,以高强度片状模塑料复合材料(SMC)作为轻量化材料替代原保险杠零件的高强度钢材料,运用显示有限元LS-DYNA软件对保险杠进行低速碰撞性能分析,选定SMC替换部分的保险杠最优厚度,并进一步对选定厚度的SMC保险杠进行结构优化。经碰撞仿真分析验证,新型保险杠能满足保险杠的低速碰撞标准要求,且其质量相对原高强度钢保险杠下降了29%,轻量化效果显著。 展开更多
关键词 保险杠 轻量化 SMC 结构优化
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我国PP/POE汽车保险杠的研究进展 被引量：9
13
作者 崔丽梅 刘新民 +1 位作者 邱桂学 潘炯玺 《塑料》 CAS CSCD 2003年第5期45-49,共5页
介绍了我国聚烯烃弹性体(POE)增韧聚丙烯(PP)用于汽车保险杠的研究情况,包括基体树脂的选择、POE的结构及特点、POE的种类和用量、无机填料的种类和用量对PP力学性能的影响。通过POE与其它增韧剂的对比,发现较少用量的POE就能显著改善... 介绍了我国聚烯烃弹性体(POE)增韧聚丙烯(PP)用于汽车保险杠的研究情况,包括基体树脂的选择、POE的结构及特点、POE的种类和用量、无机填料的种类和用量对PP力学性能的影响。通过POE与其它增韧剂的对比,发现较少用量的POE就能显著改善共混体系和韧性,并对我国汽车保险杠的开发现状和未来发展趋势进行了讨论。 展开更多
关键词 中国 聚烯烃弹性体 增韧剂 聚丙烯 汽车 保险杠 填料 发展趋势
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基于响应面法的保险杠系统耐撞性优化设计 被引量：5
14
作者 王显会 张堃 +2 位作者 路先锋 吴旭 魏然 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期410-414,共5页
为了提高某保险杠系统的耐撞性,该文提出了一种优化设计方法。根据具有旋转性的二次回归组合试验设计方案选取设计点,在这些设计点处利用有限元法获取试验数据。然后运用最小二乘法建立刚性板最大位移、撞击力峰值和总质量的高精度响应... 为了提高某保险杠系统的耐撞性,该文提出了一种优化设计方法。根据具有旋转性的二次回归组合试验设计方案选取设计点,在这些设计点处利用有限元法获取试验数据。然后运用最小二乘法建立刚性板最大位移、撞击力峰值和总质量的高精度响应面。综合考虑零件厚度的变化范围、安全性和轻量化要求,运用序列二次规划法对建立的响应面进行求解计算,得到一组最优值。结果显示仅需17次计算,误差均在5%以内。 展开更多
关键词 响应面法 保险杠系统 耐撞性 有限元法 最小二乘法 序列二次规划法
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轻型客车悬架机构模拟研究 被引量：6
15
作者 罗开玉 李伯全 +1 位作者 鲁金忠 李志兵 《机械设计与研究》 CSCD 2003年第2期66-68,共3页
车架作为整车的一个重要部件 ,对其进行结构分析与研究具有重要意义 ,而悬架机构的模拟是建立有限元模型的关键步骤。以软件ansys6 .0为基础 ,对轻型客车悬架机构进行了模拟研究 ,得出了较理想的优化约束模型 。
关键词 轻型客车 悬架机构 车架 有限元 悬架: 模拟
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保险杠与车身连接方式对行人保护的影响分析 被引量：8
16
作者 曾必强 胡远志 +1 位作者 谢书港 方锐 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期594-597,共4页
文中研究了保险杠与车身连接方式对行人保护的影响。结果表明,将连接方式从固定连接改为阻尼连接可大幅降低大腿伤害指标,对小腿伤害情况也有一定的改善作用。
关键词 行人保护 保险杠连接 腿部伤害
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汽车底盘纵梁多工步成形数值模拟及试验 被引量：5
17
作者 刘忠利 任建军 +3 位作者 陶杰 王刘安 马福业 郭训忠 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期57-62,共6页
采用有限元分析软件,对汽车底盘纵梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。研究内容为,在弯曲成形工步中,管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中,管坯压扁过程中弯曲位置的减薄问... 采用有限元分析软件,对汽车底盘纵梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。研究内容为,在弯曲成形工步中,管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中,管坯压扁过程中弯曲位置的减薄问题;在内高压成形工步中,优化后的压力加载路径对最终成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。结果表明,弯曲成形、预成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过改变模具圆角半径可避免破裂缺陷。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。 展开更多
关键词 底盘纵梁 弯曲成形 预成形 内高压成形 数值模拟
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碳纤维复合材料防撞梁轻量化设计 被引量：21
18
作者 陈静 唐傲天 +1 位作者 田凯 刘震 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期390-395,共6页
为某车型设计了碳纤维复合材料防撞梁,建立了其有限元分析模型,并用传统钢制防撞梁碰撞试验与仿真结果对比验证了模型准确性。然后采用全因子实验设计确定其横截面形状与铺层顺序的最优组合,最后应用NSGA-Ⅱ遗传算法对防撞梁结构铺层厚... 为某车型设计了碳纤维复合材料防撞梁,建立了其有限元分析模型,并用传统钢制防撞梁碰撞试验与仿真结果对比验证了模型准确性。然后采用全因子实验设计确定其横截面形状与铺层顺序的最优组合,最后应用NSGA-Ⅱ遗传算法对防撞梁结构铺层厚度进行了多目标优化。结果表明,在其碰撞性能提高的基础上,轻量效果达到将近65%,且优化后的防撞梁结构与吸能盒和前纵梁结构连接后,在高速碰撞过程中变形模式更合理。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 防撞梁 碰撞仿真 铺层设计 多目标优化
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基于碰撞安全性的铝合金吸能盒轻量优化 被引量：12
19
作者 陈静 徐森 +2 位作者 刘震 唐傲天 吕伟 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期241-247,277,共8页
本文中以一种匹配碳纤维复合材料保险杠防撞梁的吸能盒为研究对象,通过试验设计优化,获得吸能盒最佳锥角和溃缩孔的直径及其排列;然后采用拉丁超立方抽样和基于Kriging代理模型加点策略的多目标粒子群优化算法对吸能盒厚度进行多目标优... 本文中以一种匹配碳纤维复合材料保险杠防撞梁的吸能盒为研究对象,通过试验设计优化,获得吸能盒最佳锥角和溃缩孔的直径及其排列;然后采用拉丁超立方抽样和基于Kriging代理模型加点策略的多目标粒子群优化算法对吸能盒厚度进行多目标优化。优化后不仅吸能盒吸能量大幅提升,且吸能盒质量明显下降。刚性壁100%重叠率正面碰撞和25%重叠度偏置柱撞试验的结果表明,吸能盒具有良好的吸能特性,碰撞变形模式合理。最后,对保险杠防撞梁和吸能盒样件进行了低速碰撞台车试验,验证了吸能盒碰撞位移量的仿真结果,误差较小。 展开更多
关键词 吸能盒 试验设计 拉丁超立方抽样 Kriging代理模型 多目标优化
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一种内嵌CFRP的汽车铝合金前纵梁吸能特性研究 被引量：3
20
作者 姚威 宋凯 +2 位作者 吴永强 何智成 王振 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期1390-1396,共7页
提出一种内嵌碳纤维复合材料(CFRP)的汽车铝合金前纵梁结构,研究了内嵌CFRP对铝合金前纵梁吸能特性的影响。通过仿真验证内嵌CFRP可改善铝合金前纵梁吸能特性,并制备前纵梁试样进行轴向冲击试验,分析铝合金前纵梁压溃过程和吸能特性,并... 提出一种内嵌碳纤维复合材料(CFRP)的汽车铝合金前纵梁结构,研究了内嵌CFRP对铝合金前纵梁吸能特性的影响。通过仿真验证内嵌CFRP可改善铝合金前纵梁吸能特性,并制备前纵梁试样进行轴向冲击试验,分析铝合金前纵梁压溃过程和吸能特性,并研究了斜向冲击下前纵梁吸能特性。结果表明:在轴向冲击下,内嵌CFRP可显著改善汽车铝合金前纵梁的吸能特性,比吸能和碰撞力效率最大分别提高32%和35%,加强CFRP层合板横向支撑和增加CFRP层合板厚度可提高前纵梁的比吸能;在斜向冲击下,提供良好横向支撑的CFRP内嵌方式可有效改善铝合金前纵梁压溃形式,与单一铝合金前纵梁相比,明显提升了斜向冲击的吸能效果。 展开更多
关键词 前纵梁 碳纤维复合材料 铝合金 冲击 吸能
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