车用夹芯结构成形工艺研究进展

三明治夹芯结构在汽车轻量化、承载与吸能结构领域有着广泛应用,不同成形工艺制备的芯材结构在力学性能方面具有不同的优缺点。综述了近年来复合材料夹芯结构主要采用的制备工艺以及发展现状,深入分析和讨论了采用嵌锁组装工艺制备的复合材料三明治芯材结构特点、应用环境和载荷工况,分析结果表明该工艺具有独特的优势,阐述了采用嵌锁组装工艺在制备夹芯结构时采用的改进措施。最后总结了嵌锁组装工艺在蜂窝结构制备过程中的发展潜力,并对其未来发展方向进行了展望。     

钢箱梁面板-纵向腹板构造细节轮载应力的参数分析

为研究轮载作用下结构参数对钢箱梁桥面板-纵向腹板构造细节应力响应的影响,建立了带纵向腹板的正交异性钢桥面板有限元模型,并基于我国规范对疲劳车模型开展了研究。首先针对轮载在横桥向的5种典型位置,通过每种位置轮载的顺桥向移动,获得了面板-纵向腹板构造细节及其附近面板-纵肋构造细节的应力响应,通过对比分析确定了面板-纵向腹板构造细节的最不利轮载工况。然后,在该最不利轮载工况下,分析了纵向腹板3个主要设计参数变化对面板-纵向腹板构造细节的应力响应影响。研究表明:与其他横桥向轮载位置相比,当轮载中心位于纵向腹板正上方时,面板-纵向腹板构造细节的面板侧将产生最大的应力响应;纵向腹板与相邻纵肋腹板间距的变化对该构造细节的应力影响显著,但纵向腹板厚度及其与面板间的夹角对该构造细节的应力影响很小;基于传统的正交异性钢桥面板设计,纵向腹板的厚度可为12 mm,其与相邻闭口纵肋腹板的间距建议不大于150 mm,而纵向腹板宜与面板成正T形或接近正T形焊接。基于构造细节最不利轮载工况开展的有限元分析表明:采用上述建议结构参数设计的面板-纵向腹板构造细节,能有效降低该构造细节的应力,因而能提高其疲劳性能。     

适用于更轻量化车辆的泡沫铝材料

固体金属泡沫材料展现出了许多不同寻常的物理及机械方面的综合性能,这使得它们在许多工程应用领域都极具吸引力.例如,当用作结构型夹芯板材的芯核时,泡沫材料能提供很高的刚性,同时材料的质量很轻.其在能量吸收装置中的应用是利用了这类材料在几乎恒定的应力下能承受较大变形的能力.     

GMT汽车前端模块框架制造技术

“由于GMT具有材料密度低、成型周期短、冲击韧性好以及可再生利用和贮存期长等显著的优点,被广泛推广应用。GMT是以连续玻璃纤维毡或连续玻璃纤维针刺毡为增强芯材,与热塑性树脂改性聚丙烯复合而成的一种复合材料片材,     

一种有效增加半挂车纵梁强度的方法

根据多年的设计经验,摸索出一种有效增加挂车纵梁局部强度的方法,并通过理论计算对上下翼缘处加焊面板与纵梁侧面加焊腹板的补强方案进行比较,求证上下翼缘处加焊面板比纵梁侧面加焊一块腹板更佳,可使挂车纵梁的强度设计更为合理、可靠。     

波纹钢腹板混凝土箱梁动力特性研究

采用sap2000建立了波纹钢腹板混凝土箱梁的空间有限元模型,并通过与波纹钢腹板混凝土试验箱梁实测值的对比验证了有限元模型的适用性,进而分析了波纹钢腹板结构参数对梁动力特性的影响规律。分析结果表明,波纹钢腹板厚的增大能在一定程度上提高箱梁的振动频率,尤其是扭转振动频率;波纹钢腹板折叠角变大时,其对竖向振动频率和横向振动频率影响较小,但能较大地提高扭转振动频率;波纹钢腹板水平面板宽度的变化使波纹钢腹板箱梁的竖向振动频率、扭转振动频率、横向振动频率都是先增加后减小,因此存在最优板宽范围,但不宜过大。     

薄壁箱梁剪力滞效应分析的组合单元法

针对薄壁箱梁剪力滞效应有限元计算单元自由度多,计算工作量大的的问题,提出一种考虑剪力滞效应的组合单元法.顶板采用平面板单元模拟,轴向位移插值函数取3次多项式;腹板及底板采用梁单元分析.为减少有限元分析的单元自由度数目,取顶板单元的节点位移参数为基本位移参数,腹板与底板的位移模式由顶板与腹板及腹板与底板的变形协调关系得到,最后通过变分原理得到组合单元的刚度矩阵.以一座实桥为工程背景,通过与有限元程序计算结果对比,得出此方法的计算精度较高,计算效率亦比较高.     

挤塑聚苯乙烯玻璃钢复合厢板

挤塑聚苯乙烯泡沫夹层玻璃钢复合板是一种新型冷藏保温车厢体材料,其机械性能优于传统的硬质聚氨酯泡沫夹芯玻璃钢复合板,而隔热性能与之基本相当,具有广阔的应用前景。     

复合材料减振强化板的阻尼性能分析

玻璃纤维增强复合材料减振强化板具有拉伸强度高、弹性系数大、刚度佳和吸收冲击能量大等特点,已经被广泛地应用于多个领域.文章综合分析了E玻璃纤维体积分数与铺层角度对复合材料减振强化板阻尼的影响.试验结果表明:通过增大纤维铺层角度和降低玻璃纤维体积分数,可以增强复合材料减振强化板的阻尼能力.     

波形钢腹板PC组合箱梁抗震性能研究

波形钢腹板组合梁桥采用波折形钢板替代传统混凝土箱梁的混凝土腹板,能够充分发挥两种材料优点,实现桥梁结构轻型化,增强跨越能力,改善结构抗震性能,并避免腹板开裂利于后期养护,其应用越来越广泛,然而对于其地震性能的研究却较少。为了研究其减震性能,本文以一座典型的山区桥梁为例,分别采用波形钢腹板组合箱梁和常规混凝土箱梁两种截面形式模拟主梁,建立了桥梁有限元动力分析模型,在比较结构动力特性的基础上,采用反应谱和时程分析方法,对两种不同结构的抗震性能进行了对比研究。结果表明:与传统混凝土箱梁桥相比,波形钢腹板组合箱梁桥由于上部结构自重减轻,但刚度几乎没有减少、故而其自振频率略有增大,但地震作用下各桥墩的弯矩和轴力均有较大幅度的减小,结构抗震能力明显提高;表明波形钢腹板组合箱梁的抗震性能要显著优于传统混凝土箱梁,是值得在我国西部高烈度山区推广的一种较合理的桥型方案。     

汽车用蜂窝夹芯卧铺板的开发与应用

蜂窝夹芯板目前在航空／航天、建筑和包装等领域获得了广泛而大量的应用。该种结构板材由两面的面板和中间的夫芯层复合而成,具有质轻、比强度高、刚度好和缓冲吸振性能良好等优点。根据强度和成本的不同要求,夫芯板的面板和夫芯层均可选择金属（钢、铝）、塑料和纸等不同材质的材料。针对商用车下卧铺的功能要求,设计、开发了一种蜂窝夹芯结构的卧铺板,并从性能和应用经济性等方面将其与当前普遍采用的菱镁复合板进行了对比,为汽车轻量化提供了支持。     

碳纳米聚氨酯泡沫结构及其改善B柱吸能特性研究EI北大核心CSCD

鉴于碳纳米管高强度和高刚度的特点,制备了一种碳纳米聚氨酯泡沫复合材料,采用试验与仿真相结合的方法探讨碳纳米聚氨酯泡沫及其填充薄壁管复合结构的压溃机理、吸能特性和应用效果。通过准静态压缩试验获得不同碳纳米含量泡沫材料的载荷-位移曲线,并对比其承载和吸能能力,确定添加碳纳米管的最佳质量比;对薄壁管和泡沫填充薄壁管的吸能特性进行试验和仿真,验证泡沫填充结构有限元模型的有效性;最后将碳纳米聚氨酯泡沫填充于某轿车B柱来验证吸能效果。结果表明,填充该材料后的B柱最大侵入量和侵入速度均有明显降低,在满足轻量化的前提下,具有良好的吸能特性。     

变截面波形钢腹板PC梁桥的设计与计算分析

结合一座实际工程的大跨波形钢腹板组合连续梁桥,阐述其箱梁截面结构设计、混凝土与波形钢腹板之间的剪力连接件、以及布束体系等,之后采用Midas建立了主梁的空间杆系有限元模型,对其混凝土顶、底板应力及抗弯承载力进行了验算,并对波形钢腹板剪应力及剪力连接件剪切承载力单独进行了验算,结果表明:混凝土顶板和底板的抗裂性能满足要求;波形钢腹板强度足够,不会出现剪切破坏和屈曲失稳;剪力连接件设计合理、抗剪能力满足要求。可为类似大跨波形钢腹板PC箱梁提供参考。     

碳纤维复合材料车轮试制方法

本次研制的碳纤维复合材料车轮为分体式结构,主要包括碳纤维壳体、铝合金芯轴,另外还有与之匹配的隔热垫。壳体采用近百层预浸料逐层计算、层层铺覆,经模压高温固化成型。本次使用的碳纤维复合材料的基体耐热性不高,抗压能力不足够高以及碳纤维复材本身的各向异性明显等特性给新产品试制带来了巨大挑战。通过科学的结构设计、选材以及科学的铺层设计和计算,为了适应车轮复杂的受力环境,合理设计铺层数量和合理的纤维的方向,使结果满足车轮的力学性能,经相关力学试验验证,满足了设计目标,通过必要的工装及其辅助装置,进行了某小型纯电动车碳纤维复合材料车轮的开发试制,通过本次试制,积累了在碳纤维复合材料方面的试制经验,为该类件的新产品开发提供参考和借鉴。     

波纹钢腹板剪切屈曲性能的参数研究

波纹钢腹板梁与采用平面腹板的传统钢板梁相比，在用钢量相同的情况下，具有更大的抗剪屈曲能力。目前的一些标准和规范，如欧洲规范，给出了确定波纹腹板梁抗剪屈曲承载力的设计方法。本研究利用ANSYS软件进行非线性有限元分析，对波纹腹板的抗剪屈曲能力开展了参数研究，并验证了欧洲规范计算公式的准确性。结果表明，波纹腹板的抗剪屈曲能力随着腹板厚度、腹板高度、波纹角度、波纹深度和沿梁跨波纹数的增加而增加，随着波纹宽度的增加而降低；欧洲规范公式的精度对于梯形波纹腹板是合适的，但对于使用三角形或矩形波纹腹板的梁，则必须加以修正。     

波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的设计计算分析

针对目前国内跨度最大的波纹钢腹板预应力组合箱梁桥——三道河中桥,对其箱梁主体、波纹钢腹板、剪力连接键及预应力布置等方面的设计及构造细节进行了介绍;并采用ANSYS建立了其空间有限元模型,参照现行的桥梁设计规范对其设计计算过程中的截面受力、波纹钢腹板的受力、剪力连接键的抗剪能力以及主梁变形等关键性问题进行了详细的阐述。计算结果表明,在正常使用极限状态下,混凝土顶底板的应力、波纹钢腹板剪应力及主梁挠度满足要求,且波纹钢腹板不会在其发生剪切屈服之前而发生局部屈曲、整体屈曲或合成屈曲破坏;在承载能力极限状态下,主梁承载能力满足要求;剪力连接键的抗剪能力满足要求且具有较大的安全储备。可为今后波纹钢腹板预应力组合梁桥的设计计算提供参考。     

塑性网格加筋土力学性能的试验研究及其在工程中的应用

在路堤或地基的分层填筑过程中,按规定的厚度(约30cm)铺设一层塑料网格加筋材,经分层压实或夯实后,使土与网格结合在一起,形成复合材料从而提高其力学性能及抗震能力。由于网格具有一定的抗拉能力,使施工机械能沿路肩进行碾压作业,从而达到路堤均匀压实。这样可减少或避免路堤超填,节约土方和人力,经济效果显著,并可防止坡面的坍塌和冲沟的扩大。是今后地基、路基和土质边坡处理的一项新途径。 为了搞清这种加筋土复合材料的力学性和破坏机理,对这种复合材料进行了46组剪切试验、10次挡土墙后加筋土的模型试验和4组15次模拟地震的抗震性能试验。试验结果表明,在土质及试验方法完全相同的情况下,这种复合材料的抗剪强度较不加筋时有明显的提高,抗震性能有显著的增强。这种新型的地基加固材料,已引起工程界人士的重视,并已在铁路路基工程中得到应用。     

碳纳米聚氨酯泡沫结构及其改善B柱吸能特性研究

鉴于碳纳米管高强度和高刚度的特点,制备了一种碳纳米聚氨酯泡沫复合材料,采用试验与仿真相结合的方法探讨碳纳米聚氨酯泡沫及其填充薄壁管复合结构的压溃机理、吸能特性和应用效果。通过准静态压缩试验获得不同碳纳米含量泡沫材料的载荷-位移曲线,并对比其承载和吸能能力,确定添加碳纳米管的最佳质量比;对薄壁管和泡沫填充薄壁管的吸能特性进行试验和仿真,验证泡沫填充结构有限元模型的有效性;最后将碳纳米聚氨酯泡沫填充于某轿车B柱来验证吸能效果。结果表明,填充该材料后的B柱最大侵入量和侵入速度均有明显降低,在满足轻量化的前提下,具有良好的吸能特性。     

基于分子动力学的相变微胶囊与沥青相容性及增强机理研究

微胶囊法是相变材料（PCM）封装的一种重要手段，为了改善加入相变微胶囊后沥青路面的低温性能，采用分子动力学方法，对相变微胶囊的相变机制、与沥青共混后的相容性和抗拉强度等进行模拟分析。对沥青四组分（As，R，S，Ar）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、沥青四组分与MF共混体系、沥青四组分与石墨烯（CG）共混体系、MF与CG共混体系、沥青体系、沥青与MF共混体系、沥青与CG共混体系等17个分子体系分别进行了溶度参数和内聚能密度计算，分析了MF，CG与沥青四组分之间的相容性变化规律，评价了MF，CG对沥青四组分抗拉强度的影响。对以MF为壁材、正十四烷为芯材的3种不同微观结构PCM分子模型和以石墨烯复合三聚氰胺甲醛树脂（CGMF）为壁材、正十四烷为芯材的2种不同微观结构PCM分子模型进行了升温过程相变性能模拟研究，分析了壁材厚度、芯材体积大小对PCM相变性能的影响，并比较了不同种类壁材PCM的热效率。通过对CGMF为壁材的PCM降温过程的相变性能模拟研究，进一步分析了CG对PCM热效率的影响。研究结果表明：采用CGMF为壁材制备PCM，可以提升PCM的热效率，CGMFPCM2031的能量效率比MFPCM2026平均增加141.15%，在沥青体系中加入CGMF为壁材的PCM，可以提高沥青组分之间的相容性和抗拉强度，有利于增强沥青体系的低温抗裂性能。     

冷藏保温车厢板鼓泡原因及防治措施

针对复合材料面板与聚氨酯泡沫板粘接不良而出现鼓泡现象分析了其成因，提出了工艺改进的措施。