变刚度复合材料层合板的力学性能

基于Altair HyperWorks软件二次开发平台,开发了一种层合板变刚度铺放有限元建模工具,并利用该工具对纤维曲线铺放形式的变刚度层合板进行了有限元建模。在平面静力载荷作用工况下,对比直线纤维层合板与变刚度层合板的不同应力分布,得到了应力分布与纤维角度、纤维铺放密度之间的关系;另外,在压缩载荷作用工况下,对比研究了直线纤维层合板与变刚度层合板的临界失效载荷,研究发现变刚度层合板的失效载荷提高了12.68%。纤维的变角度铺放提高了构件的可设计性,增强了其抗失效性能。     

考虑剪切毛刺影响的高强钢冲压边部破裂缺陷数值分析方法

基于冲压边部受拉时与单拉一致的应力应变状态,设计了改进的单拉实验,研究了剪切毛刺对高强钢板边部变形能力的影响规律。实验表明:随着毛刺高度增大板材边部变形能力呈下降趋势,解释了冲压边部在变形没有达到正常最大变形能力就发生破裂的原因。提出了改进的冲压边部破裂数值分析方法,从而解决了传统方法不能准确预示边部破裂的问题,并开发了专用数值分析软件,通过对某汽车排气管支架翻边工序进行分析,证明了该方法可行且有效。     

高强度硼钢热成形技术研究及其应用

从理论分析、数值模拟、试验研究上对汽车车身超高强度硼钢热成形技术进行研究.以汽车门内防撞梁热成形为例,分析高温下热成形硼钢的成形性能影响因素及其规律,指出硼钢热成形的最佳温度区间为750～800 ℃,进而用数值模拟的方法进行门内防撞梁模具工艺设计、用优化仿真的方法确定模具冷却管道设计并通过试验的方法进行确认,最后用设计的模具进行硼钢的拉延成形并对产品进行硬度测试、拉伸试验及金相分析,测试的维氏硬度均大于430,材料的屈服强度为 1 100 MPa,强度极限达到1 430 MPa,观察到的马氏体组织比较均匀,这些试验结果证明方法的可行性.从而为汽车热成形产品提供了可用于产业化生产、切实可行的一套理论分析、数值模拟及试验研究相结合的技术.     

高压铸造AlSi7MgMn合金热处理工艺研究

对高压压铸AlSi7MgMn合金采用退火+人工时效处理,研究了其组织与性能的演化。结果表明,退火+人工时效处理可以在铝基体内部析出纳米Si颗粒,使材料变形过程中位错在铝晶粒内部发生缠结和存储,提高材料塑性变形的能力;人工时效后,在铝基体内析出针状β″相,可显著阻碍位错的运动,产生析出强化效应。与压铸态相比,采用两步热处理工艺合金的屈服强度达到150 MPa,提高了25%,断后伸长率没有下降,达到9%。     

纤维增强复合材料在汽车覆盖件中的应用

采用碳纤维和玻璃纤维两种增强材料与环氧树脂基体材料,对汽车发动机罩进行了铺层结构设计、样件制造和性能对比分析。研究表明:纤维增强发动机罩在满足刚度、模态要求的同时能有效减轻质量,实现发动机罩减重51.2%。在不同工况下,将发动机罩自由模态、横向弯曲刚度、扭转刚度的仿真结果与试验结果和原钢制件发动机罩性能进行了对比,验证了设计的有效性。对复合材料发动机罩铺层优化设计进行了研究,通过优化发动机罩质量相对于初始设计减重9.7%,充分发挥了纤维复合材料在汽车轻量化方面的优势。     

基于冲压CAE软件KMAS的板料冲压成形回弹预示及控制、补偿技术

在自主开发的商品化冲压成形CAE软件KMAS(King-meshAnalysisSystem)平台下,以NUMISHEET2002提出的Benchmark为研究对象,研究了高强钢在弯曲过程中回弹缺陷的产生机理,验证了基于KMAS计算的回弹预示精度。提出了基于KMAS的回弹控制、模具补偿的CAD/CAE/CAM实施流程,并针对典型弯曲结构给出了补偿措施。应用KMAS对某货车纵梁模具进行了改进设计,使用改进后的模具成形出的工件回弹量比原方案降低87%,证明了应用KMAS建立的模具补偿方法的有效性。