碳纤维铝蜂窝复合材料汽车保险杠横梁轻量化设计

采用碳纤维铝蜂窝复合材料替代原铝合金材料,对汽车的保险杠横梁进行轻量化设计,并利用Abaqus CAE软件对比分析铝合金(6082-T6)、T300和T700碳纤维以及T300碳纤维铝蜂窝复合材料保险杠横梁的力学性能。利用碳纤维铝蜂窝复合材料结构方面的可设计性,探索碳纤维铝蜂窝复合材料面板的厚度、铝蜂窝的边长尺寸以及铝蜂窝的壁厚等结构参数对碳纤维铝蜂窝复合材料保险杠横梁性能的影响规律,通过调节结构参数获得最优性能的碳纤维铝蜂窝复合材料汽车保险杠横梁。结果显示,设计的H4碳纤维铝蜂窝复合材料的保险杠横梁的抗冲击性能优于传统铝合金,并且能减重50%左右,满足使用要求且轻量化效果显著。

铝蜂窝复合材料x、y方向低温有效热导率的测试与研究

本文概述了铝蜂窝复合材料在x、y方向低温有效热导率的测试方法,给出部分测试结果。对试样的低温有效热导率给出了计算模型,并讨论、分析了测试计算结果。

铝蜂窝复合材料客车底板性能研究及应用

铝蜂窝复合材料作为一种新型材料,具有轻质高强的结构。对铝蜂窝复合材料的平拉性能、压缩性能、剥离强度等基本力学特性进行试验研究,试验结果表明:铝蜂窝客车底板具有比其他客车底板材料更好的力学性能。基于模态分析理论,对系统的模态参数和物理参数进行分析;并将铝蜂窝的动弹性模量和三点弯曲法的静弹性模量进行对比分析,结果表明:动弹性模量普遍大于静弹性模量,可以用动弹性模量作为铝蜂窝复合材料的一种考核指标。并对铝蜂窝复合材料客车底板进行结构设计,说明铝蜂窝客车底板安装的可行性。

铝蜂窝复合材料的大面积粘接与应用

由铝蜂窝和铝合金面板粘接而成的蜂窝夹层结构具有质轻、比强度高、隔音、隔热、防潮和密封性好等特点 ,是一种很有价值的新型材料。本文所介绍的是大面积铝蜂窝夹层结构板的粘接成型与实际中的应用。

蜂窝铝-木基复合材料电磁波吸收特性研究

采用时域有限差分（FDTD）方法,对蜂窝铝-木基复合材料的电磁波吸收特性进行了研究。探讨了嵌入蜂窝铝的层数、蜂窝孔径、层间距以及周期尺寸等结构参数对复合材料电磁波吸收特性的影响。结果表明,在1-20GHz频率范围内,蜂窝铝的嵌入可明显改善其电磁波吸收性能。嵌入的层数越多,复合材料对电磁波的吸收效能越好;在8mm厚木材中嵌入5层具有单一孔径蜂窝铝时,复合材料的电磁波吸收效果最高可达70%。并且蜂窝孔径越小、层间距越大,复合材料的电磁波吸收性能越好。将具有不同孔径的蜂窝铝有序组合,可以进一步提高复合材料对电磁波的吸收率,最高可达到80%。

基于差分进化算法的复合材料铝蜂窝夹芯筒优化设计

基于差分进化算法,建立了复合材料铝蜂窝夹芯筒优化设计程序。分析了优化设计的特点,针对基本差分进化算法自身的缺陷,对变异率和交叉率做出调整,提出一种改进的自适应差分进化算法,使得改进的算法具有较快的寻优速度和较好的全局搜索能力。开展了对复合材料铝蜂窝夹芯筒以质量最小为目标的优化设计。数值函数试验和工程仿真算例验证了改进的差分进化算法具有较好的全局收敛性,仿真结果表明,改进的算法较原算法可使铝蜂窝夹芯筒的质量减小15%。

铝蜂窝异面变形的数值模拟

铝蜂窝是一种优良的高强度、高吸能性的轻质材料,在各工业领域得到了广泛的应用。采用壳单元建立了铝蜂窝大变形有限单元模型,对受异面动力加载下的铝蜂窝进行了模拟,模拟结果与实验数据高度吻合,从而证明了模型的有效性。使用不同失效参数的冲孔模拟表明失效参数对冲孔力没有很大影响。与铝蜂窝的实体单元模型相比,壳单元模型能够准确地反映出铝蜂窝材料在动力加载下逐步坍塌的变形模式,这对于精确模拟汽车碰撞所采用的变形壁障有着重要的意义。

基于红外热像仪的铝蜂窝板结构检测与分析

为了检测铝蜂窝板的结构缺陷,采用红外热像技术把铝蜂窝板内部的温度分布转换成形象的热图像。采用非接触式的加热方法对铝蜂窝板进行加热,通过两次实验对铝蜂窝板脱胶区域(脱胶区域是否插入纸片)的检测进行了比较。结果表明,脱粘影响铝蜂窝板的组织结构。说明将红外热像仪用于车辆部件温度分布的检测与分析的方法是可行的。

铝蜂窝复合材料内部积水的数字射线成像检测

采用数字射线成像检测技术对飞机铝蜂窝复合材料结构内部积水进行无损检测,并对其影像特点进行分析,对发现的可能积水蜂窝区钻孔吸水,以验证检测结果。实验结果表明,该检测技术可以快速有效地识别铝蜂窝结构积水,并能对其进行精确定位,对保障飞机铝蜂窝复合材料结构件的修理质量具有重要作用。

耗能型拉索式限位装置Ⅱ型控制管的研究

在桥梁上部结构安装限位装置是防止桥梁主梁在强地震作用下坠落的一种有效途径。Ⅰ型控制管为耗能型拉索式限位装置的主要吸能部件,为了解决Ⅰ型控制管在工作性能上的不足,本文提出了填充铝蜂窝材料的Ⅱ型控制管。首先阐述了Ⅱ型控制管的构造和工作原理,并提出了其主要工作部件的设计方法,其次通过ANSYS模拟了7种不同规格Ⅱ型控制管的冲击过程,分析管内铝蜂窝材料相对密度、层间高度、底部外径以及冲击速率对吸能特性的影响规律,最后引用吸能评价指标对Ⅱ型控制管的吸能性能进行综合评价,同时与Ⅰ型控制管进行了比较。结果表明:填充了铝蜂窝材料的Ⅱ型控制管相较于Ⅰ型控制管在综合吸能性能上有了显著的提高,其在冲击后期能够消耗更多的能量,减小装置损伤程度;铝蜂窝材料相对密度、层间高度、底部外径、冲击速率对Ⅱ型控制管的综合吸能性能有显著影响。

包装装备跌落撞击缓冲特性分析

目的获得尺寸和质量最小的缓冲结构。方法基于能量守恒原理,建立包装装备缓冲结构撞击环境缓冲特性理论分析的数学模型,获得正撞和侧撞工况下缓冲结构尺寸和防护效果的变化关系。研究采用新型泡沫填充蜂窝材料的缓冲结构设计,优选泡沫填充蜂窝材料参数。建立缓冲结构撞击环境的物质点法计算模型,开展高速撞击的数值仿真。分析包装装备在撞击环境下的吸能效果,获得被保护产品的速度变化曲线。结果在不同撞击姿态的撞击环境下,缓冲结构尺寸随撞击能量的增大而增大,缓冲材料密度减小和平台应力增大可减小缓冲结构尺寸。优选密度为600 kg/m3的泡沫填充蜂窝材料,可使得缓冲结构尺寸和质量最小,相比于传统木材,可降低质量约49%。物质点数值计算分析验证了该缓冲结构可将高速撞击速度降低到目标低速撞击水平。结论采用泡沫铝填充蜂窝吸能材料的缓冲结构,满足撞击环境缓冲防护的安全性需求,可大幅降低整体质量。

Finite Element Analysis for In-Plane Crushing Behaviour of Aluminium Honeycombs

A number of finite element simulations were performed to analyze the in-plane crushing behaviour of aluminium honeycombs and the results are presented and discussed. The simulations include both X1 and X2 cases. All the analyses are quasi-static, and can be divided into three groups, which are designed to investigate the effects of cell size, foil thickness and yield stress of the foil material, respectively, on the structural response of honeycombs. The result indicates that these factors can significantly affect the plateau stresses of honeycomb cellular structures in both directions, and the plateau stresses in X2 direction are slightly smaller than those in X1 direction. The simulation results were further compared with published theoretical predictions and show higher values. The difference was then analyzed and a new expression for the plateau stress of honeycombs was suggested.