碳纤维复合材料纵梁承载与吸能特性研究

为验证某轨道交通车辆碳纤维复合材料纵梁的设计值是否满足实际工况要求,采用有限元分析,依据某轨道交通车辆纵梁运营工况的要求,设定了试件连接区域、加载工况及加载点,进行了100%和130%限制载荷试验以及两种工况下的极限载荷试验,并在130%限制载荷试验基础上继续做破坏试验。试验结果显示:在限制载荷试验中,试件未发出明显的响声,试验结束后试件没有发生破坏、纤维分层、开裂等损伤现象,同时加载连接处未发生破坏,表明该试件满足轨道交通车辆实际运营工况要求;破坏试验加载至300%限制载荷,试件整体结构完好,表面未出现明显损伤,加载至500%限制载荷时,夹具出现破坏,试件目测完好无损,整体结构完好,表面未出现明显的损伤,表明该结构的碳纤维复合材料纵梁设计安全裕度较大。

铺层角度和触发机制对碳纤维复合材料六边形薄壁管准静态轴向压缩性能的影响

复合材料六边形碳纤维薄壁管采用预浸料铺放和纤维缠绕组合工艺成型,并在管端部设置开槽、开孔不同形式的触发机制。对复合材料薄壁管进行准静态轴向压缩载荷实验,分析其变形模式和吸能机理,及铺层角度和触发机制对薄壁管比吸能和总吸能的影响。实验证明,相同触发机制下[±45°]铺层角度的六边形薄壁管试件的比吸能和总吸能比[0°/90°]、[±45°2/0°/0°/90°/0°]、[64°2/0°2/64°2/0°2/64°2]铺层角度试件高123.7%、111.5%、111.5%,相同铺层角度下触发机制为开槽时的初始峰值载荷要高于开孔形式。

碳纤维复合材料二次胶接强度研究

采用有限元分析了复合材料层合板之间、复合材料层合板与金属二次胶接的最大拉剪应力,并对两种材料进行了静力拉伸试验、盐雾试验与疲劳试验。结果表明:层合板-层合板二次胶接连接下的拉剪强度总是略高于金属-层合板对应连接方式下的拉剪强度9%左右;盐雾试验结果与拉伸静力试验结果倾向性一致,整体来说二次胶接连接受盐雾条件影响较小;疲劳试验结果证明胶接连接对疲劳的容忍度较高,能够满足实际使用需求。

基于CATIA软件的列车过小曲线运动仿真校核

介绍一种基于CATIA软件中DMU模块进行列车过小曲线时运动仿真校核的方法,主要校核车辆连挂通过曲线时车体端墙或司机室前罩之间的最小距离及车钩摆角。相对于传统的几何绘图方法,此方法更加方便、形象、准确。

六边形Al-复合材料薄壁混杂管准静态压缩实验和吸能机理分析

将铺放和缠绕组合工艺成型的复合材料六边形薄壁管和金属Al管组成混杂吸能管,其在轴向准静态压缩实验中有稳定的破坏形式和吸能模式,外侧复合材料的高刚强度提高了内侧金属管的塑性变形能力,内侧金属管支撑限制了复合材料管的局部屈曲。同时,复合材料管的纤维角度和端部触发机制对吸能效果有显著影响。实验证明,当混杂管试件纤维角度为[±45°]时,以面内剪切和层间剪切吸能为主,试件的比吸能比[0°/90°]、[±45°_(2)/0°/0°/90°/0°]、[64°_(2)/0°_(2)/64°_(2)/0°_(2)/64°_(2)]铺层试件分别提高33.9%、42.9%、36.4%;当混杂管试件端部触发机制为导角时,相比端部开槽和开孔形式,可以有效地降低初始峰值载荷。

六边形薄壁管准静态轴向压缩实验与分析

本文对六边形薄壁金属Al管、复合材料管和Al-复材混杂管进行准静态压缩实验,并结合有限元方法建模分析。实验结果表明,六边形薄壁管在准静态压缩下有稳定的失效破坏模式,Al-复合材料混杂管的比吸能相比Al管、复合材料管分别提高了42.6%和23.9%,混杂管的总吸能比Al、复合材料管单独实验之和增加了36.4%。通过对六边形薄壁管压缩实验的仿真分析,得到的载荷位移曲线和总吸能与实验结果对比较好。证明了混杂管的外层复合材料约束了内层金属的径向变形,从而提高了比吸能和总吸能量。

碳纤维复合材料车体电搭接设计与工艺验证

针对碳纤维复合材料蒙皮成型装配过程中,屏蔽铜网电连续性问题,提出了蒙皮铺覆铜网搭接、蒙皮拼缝铜网对接和蒙皮铜网-铝合金边梁搭接等3类典型电搭接结构。针对碳纤维车体接地网络组装过程中的电连续问题,提出了不同的接地网络金属汇流排的电搭接结构。接触电阻和屏蔽效能测试结果表明设计的电搭接结构性能良好,满足要求。