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探讨了车身结构中注塑成型玻纤增强复合材料(GFRP)螺栓连接强度及其损伤失效的主要类型。开展了PA6GF30材料的相关力学性能测试,基于Multicontinuum(MTC)理论进行材料分解与材料参数拟合,获得了有限元仿真分析的相关材料参数。拉伸样条的仿真与实验结果表明:基于材料分解、玻纤映射、材料参数拟合的仿真分析方法能有效解决注塑件模流分析与结构分析的延续性与准确性问题,同时提高了仿真分析的效率。基于玻纤材料的准确映射信息,着重研究了玻纤增强复合材料间螺栓的连接强度与损伤失效模式,并综合分析了端径比、宽径比及厚径比对螺栓连接强度及材料损伤失效的影响。结果表明:连接失效的主要模式为拉伸失效与挤压失效,且对连接性能影响较大的因素依次为宽径比、厚径比、端径比;随着宽径比、端径比的增大,螺栓的连接强度均有所增强,但当比值分别大于4和2.5后连接强度不再增加,主要表现为挤压失效;增大厚径比能显著提高螺栓的连接强度。 相似文献
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针对传统数值分析方法对于注塑成型的长纤维增强聚合物-金属混杂(Polymer metal hybrid,PMH)结构存在的缺陷,提出一种基于材料参数映射的全新数值仿真方法。采用多重连续介质理论(Multiple continuum theory,MCT),将微观代表性体积元(Representative elemental volume,RVE)中的复合平均参数转化到各组分(纤维增强体和基体)上,通过各组分平均参数变化来预测复合材料的损坏演变和失效,无须建立反映实际的微观机械应力场模型。基于此材料参数模型,将模流分析得到的纤维取向和残余应力信息与材料的拉伸试验数据进行拟合,得到结构分析模型所需的纤维、基体的弹塑性参数,最后将上述参数结果映射到结构分析模型中。该方法很好地将模流分析得到的大量分析数据映射到结构分析模型中,实现更准确、高效的结构数值分析。基于这种方法,对车身典型PMH大梁结构进行研究,探究金属-聚合物界面粘接层粘接强度对残余应力、翘曲收缩变形及在标准工况下对整车各力学性能的影响,研究表明:当界面粘接强度大于20 MPa后,PMH结构件的翘曲收缩变形量趋于一个较小的稳定值,各典型工况下力学性能不会发生折损。 相似文献
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