基于等效双模量的泡沫铝夹芯板力学特性研究

发布时间：2024-01-31 18:51

　　随着汽车保有量的不断增长及燃油消耗的日益增多,环保问题越来越受到世界各国的关注。在车辆工程研究领域,如何在已有的车身结构基础上,寻求高比强刚度、轻质吸能的材料是车辆节能减排的关键。泡沫铝夹芯板是以泡沫铝为芯层,两侧利用胶粘等连接技术附上致密金属的一种结构。作为一种以多孔轻质材料为主的夹层结构,因具有高比刚强度、良好的耐撞性能、隔音降噪等特性,广泛应用于航空航天、交通运输等工程领域。本文采用理论分析、数值仿真计算及力学试验的综合方法,对泡沫铝芯层及其复合结构的静动态力学性进行研究。在弹性力学理论的基础上,考虑泡沫铝材料及其复合结构在外部载荷作用下表现出明显不同的拉压力学特性,建立泡沫铝夹芯板等价双模量层合板有限元模型,对比单一及等价双模量模型的模态仿真计算结果,并与试验数据作比较。通过对准静态材料力学试验机对泡沫铝材料进行拉压力学试验,研究分析及力学行为变化。通过试验方法研究其力学特性的最主要影响因素,拟合出闭孔泡沫铝关联参数间的表达式。建立适用于研究泡沫铝夹芯板三点弯曲性能的双模量等效模型,并将仿真计算得到的弹性变形结果进行试验验证,并比较随泡沫铝芯层相对密度、拉压模量比等参数变化对夹...

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文的选题背景
    1.2 泡沫铝概述
        1.2.1 泡沫铝的材料概述
        1.2.2 泡沫铝的性能概述
        1.2.3 泡沫铝的制备方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 泡沫铝的试验研究现状
        1.3.2 夹芯结构吸能特性研究现状
        1.3.3 泡沫铝在汽车上的应用现状
    1.4 论文的主要研究内容
第二章 泡沫铝的准静态和动态性能试验研究
    2.1 引言
    2.2 泡沫铝的准静态性能试验研究
        2.2.1 准静态压缩试验方法及试验参数定义
        2.2.2 泡沫铝的压缩试样制备
        2.2.3 准静态压缩的试验结果分析
        2.2.4 准静态拉伸性能试验
    2.3 泡沫铝的力学特性影响因素分析
        2.3.1 孔隙率的影响
        2.3.2 泡沫铝材的各向同性
        2.3.3 冲击试样的制备原则
        2.3.4 冲击试验的结果分析
    2.4 本章小结
第三章 等效双模量泡沫铝夹芯板三点弯曲性能分析
    3.1 引言
    3.2 理论模型的建立
        3.2.1 双模量等效芯层模型
        3.2.2 试验与仿真
    3.3 本章小结
第四章 等效双模量泡沫铝夹芯板动态特性分析
    4.1 引言
    4.2 拉压双模量变形机理
    4.3 夹芯板动态特性分析
        4.3.1 等效模型的建立
        4.3.2 单一及双模量材料模型的计算
        4.3.3 模态试验与对比分析
        4.3.4 结构材料参数对固有频率的影响
    4.4 本章小结
第五章 泡沫铝材料在汽车前端吸能结构的应用
    5.1 前纵梁变形模式分析
    5.2 碰撞加速度分析
    5.3 侵入量分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 存在的问题及工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3891366