基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法及系统技术方案

技术编号:44655421 阅读:16 留言:0更新日期:2025-03-17 18:47
本发明专利技术涉及材料性能分析技术领域,一种基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法及系统,包括:对结构件扫描结果进行基于宏观‑细观的光滑建模;对光滑建模结果进行基于边的光滑域构建操作,得到光滑域矩阵;根据预构建的初始化材料常数矩阵、光滑域矩阵,构建刚度矩阵;根据光滑伽辽金W<supgt;2</supgt;形式,利用所述刚度矩阵,构建宏观区系统平衡方程及细观区系统平衡方程,并耦合得到交界区系统平衡方程;利用系统平衡方程构建多尺度光滑有限元模型;根据预设的重构后处理策略,对多尺度光滑有限元模型进行更新;利用多尺度光滑有限元模型,根据力学参数数据集,计算残余应力分布。本发明专利技术可提高对碳纤维结构件质量把控的精准度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料性能分析,尤其涉及一种基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法及系统


技术介绍

1、汽车通过碳纤维复合材料(cfrp)进行构造,可以减重50%以上,减重效果非常可观。cfrp已成为继高强钢、铝合金、镁合金、工程塑料后汽车工业领域最流行、最具发展潜力的轻量化新材料。如今,高压树脂传递模塑成型(high pressure-resin transfermolding, hp-rtm)是碳纤维复合材料构建的主要技术手段,hp-rtm将树脂通过高压注入闭合模具中浸润增强材料并使其快速固化的一种复合材料整体化成型方法。

2、然而,成型脱模后的翘曲变形是hp-rtm工艺的主要缺陷,有时其产生概率可达总成型缺陷的70%以上,该缺陷直接影响cfrp车身结构尺寸稳定性、强度及刚度等性能指标,导致其结构功能得不到保障。

3、如今,国内外很多学者对复合材料结构成型工艺过程中导致其固化脱模后翘曲变形的因素,如固化压力、升温速率、对流换热系数、材料特性、纤维体积分数、铺层取向及结构形式、构件厚度及拐角半径和模具形式等进行了深入研究,并总结本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法,其特征在于,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法,其特征在于,所述利用预构建的多尺度扫描设备,对预构建的目标结构件进行扫描,得到结构件扫描结果,并对所述结构件扫描结果进行基于宏观-细观的光滑建模,得到二维光滑有限元板壳元素及三维光滑有限元体元素,包括:

3.如权利要求2所述的基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法,其特征在于,所述根据预构建的光滑伽辽金W2形式,利用所述宏观区域刚度矩阵及细观区域刚度矩阵,构建宏观区系统平衡方程及细观区系统平衡方程,包括:

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【技术特征摘要】

1.一种基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法,其特征在于,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法,其特征在于,所述利用预构建的多尺度扫描设备,对预构建的目标结构件进行扫描,得到结构件扫描结果,并对所述结构件扫描结果进行基于宏观-细观的光滑建模,得到二维光滑有限元板壳元素及三维光滑有限元体元素,包括:

3.如权利要求2所述的基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法,其特征在于,所述根据预构建的光滑伽辽金w2形式,利用所述宏观区域刚度矩阵及细观区域刚度矩阵,构建宏观区系统平衡方程及细观区系统平衡方程,包括:

4.如权利要求3所述的基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法,其特征在于,所述对所述宏观区系统平衡方程及细观区系统平衡方程进行耦合,得到交界区系统平衡方程,包括:

5.如权利要求4所述的基于碳纤维车身结构件的残余应力力学分析方法,其特征在于,所述根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:王琼刘志伟
申请(专利权)人:湖南工程学院
类型:发明
国别省市:

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