CFRP缠绕薄壁铝圆管的轴向压溃吸能特性分析
董柏岩1
马其华2
姚远1
胡沛源3
孙泽玉4
1.上海工程技术大学机械与汽车工程学院,上海2016202.上海工程技术大学机械与汽车工程学院,上海201620;纤维材料改性国家重点实验室(东华大学),上海2016203.华域汽车车身零件(上海)有限公司,上海2004334.纤维材料改性国家重点实验室(东华大学),上海201620
摘要：采用仿真与试验结合的方法,探讨缠绕方式为[±45°/90°]碳纤维增强复合材料(CFRP)/铝混合薄壁圆管在准静态轴向压缩载荷下的压溃失效形式与吸能特性.通过准静态轴向压缩试验得到混合圆管的压溃变形历程、压溃模式以及初始压溃载荷、平均压溃载荷等吸能特性参数.依据试验样件建立混合管有限元模型,利用Abaqus/Explicit获得了与试验吻合度较好的模拟结果,重现了混合管在准静态载荷下的压溃失效行为.基于仿真结果发现与铝管相比,混合管的初始压溃载荷、平均压溃载荷、比吸能及载荷效率分别提升了97.6％、93.3％、57.8％和5.9％.并选取压溃载荷阶段性峰、谷点对混合管形态及各层纤维损伤失效形式进行了分析.结果 表明:在混合管结构完整时,轴向载荷主要由纤维承载,在压溃破坏阶段,纤维损伤失效模式随纤维缠绕角度、铝管压溃形态以及CFRP/Al粘接界面状态等产生变化.随后对比了三种不同结构形式CFRP/Al混合圆管的吸能特性,发现外层缠绕[90°/±45°] CFRP/Al混合圆管吸能性最好.
关键词：CFRP/Al混合薄壁圆管数值模拟损伤失效吸能特性结构形式
分类号：U465.6(汽车工程)
资助基金：纤维材料改性国家重点实验室开放基金(KF1826)中央高校基本科研业务费专项(18D110320)中央高校基本科研业务费专项(2232018A3-02)
论文发表日期：2020-08-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 817-825 )
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