铝蜂窝三明治结构耐撞性能研究

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1、学校代号10532学号S1502W0173分类号U463密级公开工程硕士学位论文铝蜂窝三明治结构耐撞性能研究学位申请人姓名霍新涛培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称孙光永副研究员王建华高工学科专业车辆工程研究方向汽车被动安全与轻量化论文提交日期2018年5月11日学校代号：10532学号：S1502W0173密级：公开湖南大学硕士学位论文铝蜂窝三明治结构耐撞性能研究学位申请人姓名：霍新涛导师姓名及职称：孙光永副研究员王建华高工培养单位：机械与运载工程学院专业名称：车辆工程论文提交日期：2018年5月11日论文答辩日期：2018年5月2

2、0日答辩委员会主席：程军圣教授ResearchonCrashworthinessCharacteristicsofAluminiumHoneycombSandwichStructuresbyHuoXintaoB.E.(HefeiUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolof

3、HunanUniversitySupervisorAssociateResearcherSUNGuangyongSeniorEngineerWangJianhuaMay,2018硕士学位论文学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期

4、：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I铝蜂窝三明治结构耐撞性能研究摘要汽车轻量化技术是推动汽车产业实现节能减排的重要手段，其中新材料和新结构的应用

5、是实现汽车轻量化的主要途径。铝蜂窝三明治结构以其优良的力学特性和功能特点，在汽车车身结构中存在广阔的应用空间。汽车结构在汽车行驶过程中常受到弯曲、面内压缩和低速冲击等工况，因此基于汽车常见载荷工况，对铝蜂窝三明治结构进行耐撞性评价显得十分重要。本文通过实验与数值方法相结合，对铝蜂窝三明治结构在不同加载工况下的耐撞性能以及失效机理进行了系统分析，探讨了几何参数对其耐撞性能以及失效模式的影响关系和内在机理，主要内容包含如下：基于实验结果，研究了几何尺寸对铝蜂窝三明治结构弯曲性能的影响规律，建立了全尺寸三维有限元模型，并参考仿真结果对其结构弯曲

6、失效过程以及吸能机理进行了分析。综合实验现象与仿真仿真结果，构建了可以精确地预测其弯曲强度、弯曲吸能以及失效模式的理论模型。通过实验与仿真结合的方法，研究了铝蜂窝夹层结构在面内压缩工况下的力学响应，讨论并分析了三明治几何参数对其耐撞性能以及失效模式的影响。结果表明，铝蜂窝三明治结构总吸能以及比吸能对面板厚度呈现出明显的负相关趋势，而对蜂窝芯层高度呈现出正相关趋势。通过实验方法对铝蜂窝三明治结构低速冲击力学响应进行了系统研究，考虑了几何参数对其防护性能的影响。同时基于有限元模型，研究了冲击角度以及冲头配重对结构抗冲击性能的影响。研究发现，在

7、相同能量冲击载荷工况下，对于上下面板厚度不同的铝蜂窝三明治结构，结构产生背板挠度响应与上下面板厚度比呈正相关趋势，但当上下面板厚度比小于1时，其背板挠度较大于1的试样明显变大；对于结构峰值载荷响应，其随上下面板厚度比呈开口向上的抛物线型变化趋势。关键词：多孔材料；夹层结构；耐撞性；三点弯曲；面内压缩；低速冲击；II硕士学位论文AbstractLightweightofvehiclebodyisanimportantwaytopromotetheenergy-savingandemission-reductionfortheautomoti

8、veindustry,whichcontainsoftwoparts,newmaterialsandnovelstructures.Servingastypicallightweightstr