复合材料板簧仿真设计与实验研究开题报告PPT.ppt

复合材料建模 8建立Mesh，Mesh Type: Element Type=S8R 复合材料建模 9建立Job， Create Job: Name=Job-1 Model=Model-1: Submit 复合材料建模 10 查看计算结果Visualization: Plot Contours on Deformed Shape:U Magtinude 1. 复合材料悬架研究意义 2.复合材料简介 3.层合板理论 4.复合材料建模 主要内容 复合材料悬架研究意义 复合材料悬架的研究及应用在国外已相当广泛，而在国内还处于起步阶段。许多研究成果善未公开 复合材料板簧具有显著的轻量化优势 复合材料板簧的重量至少比钢板弹簧轻50% 提高汽车的动力性 提高汽车的燃油经济性 减少尾气排放 降低制造及使用成本 符合节能环保理念，增强车型的市场竞争力 复合材料悬架研究意义 复合材料 板簧的优势 比强度高 重量轻t 减振性能好 可设计性 强，易于 加工t 疲劳寿命高 耐腐蚀 复合材料悬架研究意义 复合材料板簧已经在全球诸多汽车厂商得到大量应用，如通用、福特、 依维柯、沃尔沃等，在各种车型上也有应用，国内大多数车型仍然使用钢板弹簧，只有小部分车型加装了复合材料板簧。 重型卡车上的应用 轿跑车上的应用 越野车上的应用 研究现状 国外技术规范完善，形成了一套技术流程和路线。国内缺乏相关的设计理论，技术，设计水平较低。 一般采用E玻璃纤维增强树脂基复合材料它以聚氨酯树脂为基底，可以满足应用要求。 材料替换 结构优化 工艺设计 目前量产的复合材料板簧采用树脂传递模塑工艺(RTM) 提高了产品收益比，更加有利于批量生产。 基本假设 层合板理论在实际的应用当中,由两层或者是两层以上的复合材料单层板按照不同方向黏合而组成的整体结构单元,即整体结构板,称为层合板。 层合板各单层之间粘结牢固，不产生滑移 各单层认为是平面应力状态 变形前垂直于中面的直线段，变形后仍然垂直于变形后的中面，且长度不变 平行于中面诸截面上的正应力与其它应力相比很小，可略去不计 层合板理论 复合材料层合板本构关系建立 层合板理论 层合板理论 均衡对称的铺设原则 铺层定向原则 铺层取向按承载选取原则 铺设顺序原则 铺层最小比例原则 冲击载荷区设计原则 变厚度设计原则 开口区铺层原则 层合板设计的一般原则 复合材料建模 1、微观模型：把基体和增强材料都作为连续的可变性体进行独立建模，通常在仿真中用到较少。 2、 宏观模型：把复合材料当成单个的正交各相异性材料或者完全当成各向异性材料。 3、混合模型：把复合材料等效成几部分，从宏观上建增强层。这种建模方式在仿真中应用最多。 复合材料建模的三种常用模型 复合材料建模 宏观模型 1 复合材料通常被认为是弹性的 2 各向异性塑性模型通常用来仿真复合材料的非弹性变形 3 它的形变场是均匀的 4 宏观建模是用来模拟复合材料的整体行为以此建模时材料的非线性以及局部失效都不被考虑进去 5 6 7 对复合材料进行宏观建模时要把复合材料当成单 一的正交各向异性材料或者当作各向异性材料 宏观建模时通常用于研究结构失效（屈服），不 考虑材料失效（分层、脱粘） 宏观模型计算量较小，相对来说比较简单，适用于分析较简单的问题 复合材料建模 采用conventional shell element 建立composite layups 1建立part-1，Creat Part: 3D, Deformable, Shell 复合材料建模 2建立Material-1，Mechanical: Elasticity: Elastic: Type=Lamina,在data中输入材料参数：E1=25.0E6 E2=1.0E6 Nu12=0.25 G12=0.5e6 G13=0.5E6 G23=0.2E6 复合材料建模 3 建立Composite Layup, Composite Layup Manager: Create: Initial ply count=4 Element Type=Conventional Shell, 生成4层的具体数据如下图所示 复合材料建模 使用Query工具的Ply stack plot查看铺层顺序 复合材料建模 4.生成Instance, Create Instance: Parts=Part-1 Instance Type=Independent: OK 复合材料建模 5 生成Step, Create Step: Procedure type=Static, General: Basic: Nlgeom=off 复合材料建模 6 建立Load, Create Load: Step=Step-1 Mechanic