復合材料T型接頭的橫向彎曲性能試驗研究

汽車B柱的優(yōu)化，特別是在B柱下端處的T形接頭，不僅可以減輕車輛質(zhì)量，而且能改善車輛剛度，有利于在側(cè)面碰撞和防止翻車事故時實現(xiàn)更精確的駕駛和獲得更高的安全性。使用試驗和數(shù)值方法研究碳/環(huán)氧復合材料T型接頭的性能。

都靈理工學院對于汽車復合T型接頭的研究包括：①在準靜態(tài)負荷下評價復合T型接頭；②模擬碳/環(huán)氧復合材料T型接頭損壞的起始和演變；③研究制造工藝對T型接頭強度的影響；④利用商業(yè)軟件采用數(shù)值方法預測不同失效標準下T型接頭的負荷承載能力；⑤將試驗結(jié)果與FEM（有限單元）解進行比較。結(jié)果表明，T型接頭的應力分布和承載能力數(shù)值結(jié)果與試驗結(jié)果有較好的一致性。此外，數(shù)值模型說明了預測T型接頭彎曲剛度以及失效模式和失效位置的有效性。值得一提的是，使用FEM有限元分析，其剛度預測受材料成分、基體和纖維以及建模效果的影響，而試驗結(jié)果受試驗機、試樣夾具、零件實際尺寸，特別是壁厚均勻性以及制造工藝的影響。另外，試驗測試說明了制造工藝和試驗裝置對T型接頭承載能力和失效模式的影響。根據(jù)Hashin矩陣張力標準，當Hashin矩陣張力失效指數(shù)（Rmt）等于1時，第一層失效發(fā)生在3.746kN處。而在試驗測試的情況下，第一層失效發(fā)生在約3.4kN處。

一般來說，從試驗和數(shù)值結(jié)果可以得出結(jié)論，數(shù)值模擬是一種有效的分析工具，可用來研究汽車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的性能，而無需制造一些昂貴的模型。

刊名：Composites:Part B, Engineering（英）

刊期：2015年第79期

作者：Koricho

編譯：任靜