2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著空氣污染和能源消耗的日趨嚴(yán)重,提升燃油經(jīng)濟(jì)性、使汽車輕量化成為了未來汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢,而樹脂基玻璃纖維增強(qiáng)型材料GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic)因為其良好的力學(xué)、物理學(xué)性能,是理想的汽車用輕量化材料。由于GFRP材料的力學(xué)性與其材料內(nèi)部纖維分布高度相關(guān),使用該型材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計十分困難,傳統(tǒng)設(shè)計方法只能根據(jù)經(jīng)驗給出許用強(qiáng)度范圍進(jìn)行設(shè)計,不能充分的利用材料的性能,更無法考慮纖維各向異性所帶來的

2、應(yīng)力和變形的不對稱性。本課題組針對GFRP材料應(yīng)用問題進(jìn)行研究,探索出了一套適用于GFRP材料并考慮了材料纖維取向分布的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)流程,對于實現(xiàn)GFRP在承力結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用具有積極意義。本文結(jié)合華晨金杯智尚S30的動力總成GFRP后懸置復(fù)合材料支架開發(fā)項目,結(jié)合CAE技術(shù),對GFRP材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了深入研究,主要研究工作如下:
  1.根據(jù)動力總成懸置工作原理,結(jié)合通用GMW14116設(shè)計規(guī)范,計算出了后置鋼制懸置支架的28工

3、況載荷。
  2.為了比較GFRP懸置支架與傳統(tǒng)鋼制懸置支架的性能,對鋼制懸置支架進(jìn)行了28工況有限元靜強(qiáng)度分析,并與供應(yīng)商測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,驗證了有限元模型的準(zhǔn)確性。分析結(jié)果表明:傳統(tǒng)鋼制懸置支架性能有待提升,具有替換材料輕量化設(shè)計的意義和必要性。
  3.基于拓?fù)鋬?yōu)化理論,使用有限元方法,以最大剛度為目標(biāo)函數(shù),使用變密度材料插值模型,求解出了GFRP懸置支架在28工況下的最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為指導(dǎo),完成了GFR

4、P懸置支架的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計及大致工藝方案,并利用拔模仿真分析方法驗證了該設(shè)計方案的可制造性。本設(shè)計方案相對于傳統(tǒng)鋼制懸置支架重量減輕了70.48%,且一階模態(tài)不低于450HZ。
  4.由于注塑工藝參數(shù)的選取是直接影響注塑件結(jié)構(gòu)內(nèi)纖維分布及其性能的重要因素。故此,本文基于熔體流動填充理論,使用有限邊界法,對本設(shè)計方案的GFRP懸置支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模流分析仿真,確定了兩種澆口方案;運用纖維取向張量理論,確定了相應(yīng)方案下的纖維填充取向張量

5、分布。
  5.基于Shelby夾雜理論和Mean Field均勻化方法,對GFRP懸置支架材料屬性進(jìn)行了分析,預(yù)測了其力學(xué)本構(gòu)模型。并采用本課題組提出的材料力學(xué)本構(gòu)模型與模流分析相結(jié)合的方法對GFRP懸置支架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)耦合分析,完成了GFRP取向張量在同型異構(gòu)網(wǎng)格之間的映射。并以此為基礎(chǔ),結(jié)合上述兩種澆口設(shè)計方案,對GFRP懸置支架也進(jìn)行了耦合結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果表明:采用纖維填充更均勻?qū)ΨQ的雙澆口方案的GFRP懸置支架不僅可滿足實際

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