汽车碳纤维复合材料防撞梁性能分析(含CAD图,CATIA三维图)

汽车碳纤维复合材料防撞梁性能分析(含CAD图,CATIA三维图)(任务书,开题报告,文献摘要,外文翻译,论文说明书29000字,CAD图3张,CATIA三维图1张)
摘要
汽车在大多数碰撞事故中，汽车的前保险杠系统是碰撞发生时首先触碰到的位置，它对于车身和乘员的保护起到了至关重要的作用。保险杠系统主要由外板、缓冲材料、防撞横梁等结构组成，其中防撞梁作为一种典型的汽车薄壁类零件，在发生碰撞时是主要的吸能结构。因此，对其性能进行分析对于汽车碰撞研究有着十分重要的意义。
本文的主要工作如下，首先学习分析了国内外汽车保险杠低速碰撞性能的研究方法和发展现状，并且以此为研究基础，按照国家标准《GB 17354-1998汽车前、后端保护装置》中的规定，汽车低速碰撞试验标准确定性能分析方案，在CATIA中对现有的钢制模型进行模型清理和填补等前处理，然后基于ANSYS有限元分析软件，对处理后的模型进行有限元网格划分，通过修改材料模型，将碳纤维复合材料和传统高强度钢材料防撞梁的静态性能以及低速碰撞性能通过设计方案进行对比分析，探索了利用碳纤维复合材料代替传统高强度钢作为汽车防撞梁材料的可能性。
关键词：保险杠防撞梁；碳纤维复合材料；有限元分析
 
Abstract
In most collisions, the front bumper system of the car is the first place to contact when the collision occurs. It plays a great role in protecting the body and the crew. The bumper system mainly includes the outer plate, the cushioning material and the collision prevention beam. As a typical automobile thin-walled part, the collision avoidance beam is the main energy absorption structure in the collision. Therefore, the analysis of its performance has important guiding significance.
In this paper, the study and analysis of the research methods and development status of the low speed collision performance of automobile bumpers both at home and abroad are studied. On the basis of this, the performance analysis scheme is determined according to the vehicle low speed impact test standard stipulated in the national standard "GB 17354-1998 car front and back end protection device", and the existing steel model is used in the CATIA. The model is divided into finite element meshes based on ANSYS finite element analysis software, and the static performance and low velocity impact performance of CFRP and traditional high strength steel material anti-collision beams are compared and analyzed through the design scheme. The possibility of using carbon fiber composite material instead of traditional high-strength steel as the material of automobile anti-collision beam is explored.
Key words: Bumper collision beam; carbon fiber; composite finite element analysis
 

目录
第1章 绪论    1
1.1课题研究的背景和意义    1
1.2 国内外研究现状    2
1.2.1国内外复合材料汽车保险杠研究现状    2
1.2.2国内外汽车保险杠低速碰撞研究现状    3
1.3本文主要研究内容    4
第2章 保险杠系统及相关碰撞法规介绍    5
2.1保险杠系统的概述    5
2.2汽车碰撞安全性评价指标    6
2.2.1耐撞性    7
2.2.2相容性    7
2.2.3吸能型评价指标    8
2.2.4乘员伤害指标    9
2.3汽车保险杠碰撞安全性及相关法规要求介绍    11
2.3.1车身结构碰撞安全性基本要求    11
2.3.2国内外相关碰撞法规介绍    12
2.4本章小结    14
第3章 碳纤维复合材料车身轻量化技术应用概述    15
3.1复合材料汽车车体设计技术    15
3.2复合材料汽车车身制造技术    17
3.3复合材料汽车部件连接装配技术    19
3.4碳纤维复合材料防撞梁的碰撞性能测试    20
3.5本章小结    26
第4章有限元分析相关基本理论介绍    27
4.1ANSYS线性静态结构分析介绍    27
4.1.1线性静态结构分析基础    27
4.1.2线性静态结构的分析流程    27
4.2ANSYS结构动力学分析介绍    28
4.3显示非线性有限元理论基础    29
4.4非线性分析的有限元法    31
4.4.1非线性的类型    31
4.4.2非线性有限元分析的基本步骤    32
4.4.3非线性静力分析的一般流程    33
4.5本章小结    34
第5章 高强钢/碳纤维防撞梁静力分析    35
5.1防撞梁静力模型的建立    35
5.1.1几何模型的建立    35
5.1.2有限元模型的建立    36
5.2仿真结果及分析    39
5.3本章小结    46
第6章 高强钢/碳纤维防撞梁低速碰撞分析    47
6.1引言    47
6.2防撞梁低速碰撞系统模型的建立    47
6.2.1几何模型的建立    48
6.2.2有限元模型的建立    48
6.2.3提取显示动力学分析结果    50
6.3本章小结    53
第7章 总结与展望    55
7.1总结    55
7.2展望    56
参考文献    57
致谢    60