復合材料T型接頭的橫向彎曲性能試驗研究

復合材料T型接頭的橫向彎曲性能試驗研究

汽車B柱的優化，特別是在B柱下端處的T形接頭，不僅可以減輕車輛質量，而且能改善車輛剛度，有利于在側面碰撞和防止翻車事故時實現更精確的駕駛和獲得更高的安全性。使用試驗和數值方法研究碳/環氧復合材料T型接頭的性能。

都靈理工學院對于汽車復合T型接頭的研究包括：①在準靜態負荷下評價復合T型接頭；②模擬碳/環氧復合材料T型接頭損壞的起始和演變；③研究制造工藝對T型接頭強度的影響；④利用商業軟件采用數值方法預測不同失效標準下T型接頭的負荷承載能力；⑤將試驗結果與FEM（有限單元）解進行比較。結果表明，T型接頭的應力分布和承載能力數值結果與試驗結果有較好的一致性。此外，數值模型說明了預測T型接頭彎曲剛度以及失效模式和失效位置的有效性。值得一提的是，使用FEM有限元分析，其剛度預測受材料成分、基體和纖維以及建模效果的影響，而試驗結果受試驗機、試樣夾具、零件實際尺寸，特別是壁厚均勻性以及制造工藝的影響。另外，試驗測試說明了制造工藝和試驗裝置對T型接頭承載能力和失效模式的影響。根據Hashin矩陣張力標準，當Hashin矩陣張力失效指數（Rmt）等于1時，第一層失效發生在3.746kN處。而在試驗測試的情況下，第一層失效發生在約3.4kN處。

一般來說，從試驗和數值結果可以得出結論，數值模擬是一種有效的分析工具，可用來研究汽車關鍵結構的性能，而無需制造一些昂貴的模型。

刊名：Composites:Part B, Engineering（英）

刊期：2015年第79期

作者：Koricho

編譯：任靜