毕业设计（论文）开题报告-fsae复合材料缓冲吸能模块设计及优化

《毕业设计（论文）开题报告-fsae复合材料缓冲吸能模块设计及优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、本科毕业论文（设计）开题掖告论文题目FSAE复合材料缓冲吸能模块设计及优化班级姓名院（系）汽车工程学院导师开题时间2013•亿231•课题研究的目的和意义随着科学技术的迅猛发展，工业、民用、国防等领域对材料性能的要求也在不断提高，单一材料的各种性能已经很难满足其使用要求，复合材料则应运而生，复合材料是由两种或多种材料在宏观尺度上组合成的一种材料;复合材料相对于单一材料的优点是显著的,不仅具有各种组分材料的良好特性，而且有些特性是组分材料所不具备的，复合材料能在以下的各个方面对组分材料进行改善，如强度、刚度、疲劳寿命、耐腐蚀性、耐磨性、导热性、隔音性等

2、⑴。当然上述性能不可能同时改善，可以根据材料使用功能的具体要求对材料进行相应的设计。由于复合材料是由多种组分材料组合而成，因此一般具有非均质性,其力学性能也具有了新的特点:1、明显的各向异性;2、不均匀性和一定程度上的不连续性;3、各种模量和各种强度的不均衡性;4、几何非线性和材料非线性侧。⑵由于复合材料和单一材料之间有很大的差异，它的结构特性比各向同性材料要复杂得多，以往单一材料的各种理论都不再适用，因此要建立与复合材料相适应的物理数学模型，通过结构特性的研究比较精确的计算出材料在外载荷作用下的应力一应变响应视律。复合材料的强度问题主要集屮在损伤机

3、理和破坏准则,而为了寻求到复合材料的最优设计，必须掌握了复合材料客观存在的损伤机理和破坏准则。由于复合材料复杂的破坏机制，大部分的研究仍然是通过实验的方法来确定复合材料的机械性能及破坏模式运用有限元软件对复合材料的失效行为进行仿真模拟，可避免实验难度大、费用高等问题，并且可随时连续动态地显示破坏的发展，了解整体与局部的过程。ANSYS/LS-DYNA是以显式为主、隐式为辅的非线性动力有限元仿真分析求解器，它采用中心差分时间积分的显式方法，可以求解各种非弹性结构高速碰撞等大变形动力响应。⑷本课题通过使用ANSYS/LS—DYNA建立复合材料破坏仿真模型

4、，通过对层合板三点弯曲试验、连接件的垂向剪切测试、单耳双耳切向剪切测试等典型试验进行模拟，并通过和实际试验对比，验证仿真模型的准确性。为后续试验的进行以及大型层合结构零件分析做铺垫。同时，在ANSYS/LS—DYNA复合材料破坏仿真模型的基础上，设计环氧树脂基碳纤维复合材料防撞模块，比较多种环氧树脂基碳纤维复合材料缓冲模块吸能特性，通过模拟准静态压缩试验和动态落锤试验，并针对吸能特性和轻量化对吸能模块结构优化。并在模拟分析的基础上进行准静态压缩试验和动态落锤试骑，对分析模型进行骑证，减少设计、试制过程中消耗浪费，缩短开发时间。2.国内外研究现状由于复

5、合材料相对于单一材料而言有其特殊性,但和单一材料也有着共性的问题，所以在研究复合材料的强度问题Z前,先对单一材料和结构的强度问题进行总结。自从19的年著名的Mohr-CoulonU强度理论建立以来，已经有了上百年的历史，强度理论问题是研究材料在复杂应力条件下的屈服和破坏的规律，它是一个总称，包括屈服准则、破坏准则、疲劳准则，以及蠕变条件等问题;强度理论是材料强度和结构强度的基础，它在物理、力学和材料学领域有着重要的作用，因此强度问题也成了物理、力学和材料学领域永恒的主题,对于强度理论已经形成了上百个模型，但由于强度问题的复杂性，在很长的时间内，没有一

6、个系统的结论，对于继续研究和应用于工程领域都很不方便，因此又建立了统一的强度理论。下面对上百个模型进行了总结和分类，并描述了统一强度理论的特点和意义。⑶强度理论的分类:各国学者提出的众多的强度理论和各种表达式模型说明了强度理论问题是“百花齐放，百家争鸣”的，但可以从以下几个方面对强度理论进行分类叫（1）按材料参数数量分类:包括单参数，双参数和多参数破坏准则。对于拉压强度相同的材料采用单参数准则;对于拉压强度不同的材料采用双参数准则；对于拉压强度不同，并且单轴压缩强度和双轴等向压缩强度也不相同以及更复杂的材料性质时可以采用三参数以及更多参数的准则。（2

7、）按强度理论的功能分类:单一材料强度理论和统一强度理论。前者仅适用于某一种材料的破坏状态，统一强度理论有着相对的通用性。（3）按方程的线性与非线性分类:即材料的破坏准则是线性方程还是非线性方程;除了最大止应力理论、最大拉应变理论、单剪强度理论、双剪强度理论以外的强度理论多数为非线性的。（4）按剪应力分类:单剪强度理论、双剪强度理论、三剪强度理论;其中的单剪、双剪、三剪强度理论的破坏极限面。（5）按极限面的大小和内外边界分类：即通过对比各个准则的外凸破坏极限面的内外进行分类；Mamaiis在对复合材料管件的试骑结果总结后将后续压溃阶段分为3类：渐进破坏

8、过程，伴随有大量的能量吸收，包括蘑菇状破坏过程、壳边缘内翻和壳边缘外翻破坏过程，载荷导致元件失去承载能力的脆