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1、哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计）FSAE复合材料缓冲吸能模块设计及优化摘要FSAE大学生方程式大赛旨在由各大学车队的本科生和研究生策划、设计、制造一辆小型方程式赛车并参加比赛。为了更好的保护赛车手，赛事规则要求方程式赛车的前部必须安装缓冲吸能模块。缓冲吸能模块的作用是保证赛车在碰撞的过程中，有足够的安全减速距离，并尽可能多的吸收碰撞能量，防止破坏赛车的主体结构和伤害赛车手。复合材料具有比强度高、比刚度大、比吸能好、可设计性强等优点，已广泛地应用于航空航天、交通运输、建筑建材等领域。大量的研究表明，复合材料
2、结构经过合理的设计具有可控制的破坏模式，较平稳的压缩载荷，是优异的缓冲吸能元件。本课题通过使用ANSYS／LS-DYNA建立复合材料破坏有限元仿真模型，对比分析不同因素对复合材料缓冲吸能特性的影响，并通过设计环氧树脂基碳纤维复合材料防撞模块，模拟动态落锤试验，对分析结果进行应用。并针对吸能特性和轻量化对吸能模块结构优化，减少设计、试制过程中消耗浪费，缩短开发时间。关键词：FSAE；复合材料；ANSYS／LS-DYNA；有限元仿真；-IV-哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计）FSAECompositeEnerg
3、yAbsorbingDesignandOptimizationAbstractFSAEFormulaStudentcompetitionaimedbytheuniversity'sundergraduateandgraduatefleetplanning,design,manufactureasmallFormulaOneracingandrace.Inordertobetterprotecttheracers,racerulesrequirethatthefrontoftheFormulaOneracin
4、gmustinstallenergy-absorbingbuffermodule.EnergyAbsorbingmodule'sroleistoensurethatthecarinthecollisionprocess,thereisenoughsecuritydecelerationdistanceandabsorbcollisionenergyasmuchaspossibletopreventdamagetothemainstructureofthecarandinjuriesracer.Composi
5、teshavehighspecificstrength,highspecificstiffness,canbebetterthansuction,easytodesign,etc.,havebeenwidelyusedinaerospace,transportation,buildingmaterialsandotherfields.Numerousstudiesshowthatthecompositematerialstructurehasbeendesignedwithareasonablefailur
6、emodecanbecontrolled,morestablecompressiveload,isanexcellentenergy-absorbingbuffercomponents.ThistopicbyusingANSYS/LS-DYNAtobuildcompositedamageFEMmodel,comparativeanalysisofdifferentfactorsoncompositecushioningtheimpactenergyabsorptioncharacteristics,andt
7、hroughthedesignofacarbonfiberepoxycompositebumpermoduletosimulatethedynamicdrophammertest,theresultsoftheanalysisapplications.Andfortheabsorptionoftheenergyabsorptioncharacteristicsandlightweightmodulestructureoptimization,reducingdesign,wastefulconsumptio
8、nofthetrialprocessandshortendevelopmenttime.KeyWords：FSAE;Compositematerials;ANSYS/LS-DYNA;Finiteelementsimulation.-IV-哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计）目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1本课题研究的目的和意义11.1.1复合材料吸能原理简介11.1.2复合材料吸能结构的实用价值21
