考慮纖維方向的玻纖增強儀表板結(jié)構(gòu)及碰撞分析研究.pdf

1、隨著世界汽車工業(yè)面臨的能源短缺、環(huán)境污染等一系列問題，減輕汽車重量是汽車行業(yè)的一個重要發(fā)展方向。采用玻璃纖維增強復(fù)合材料制造的汽車車身和各種汽車部件具有重量輕、耐腐蝕性好、噪音低等優(yōu)點。纖維方向及其分布對纖維增強復(fù)合材料的力學特性具有至為關(guān)鍵的影響。由于纖維明顯的軸向拉伸特性，及其在注塑件中方向的不確定性，導(dǎo)致注塑件內(nèi)部也呈現(xiàn)出各向異性的力學性能。現(xiàn)有的仿真過程對其賦予各向同性的材料模型（如DYNA24＃），所得到的結(jié)果不夠準確，所以通

2、過考慮纖維方向分布增強有限元分析的準確度具有非常重要的意義。
　　本文以玻纖增強汽車儀表板為研究對象，通過引入方向張量，利用MOLDFLOW軟件進行玻纖增強PP樹脂注塑成形模擬獲得纖維方向的平均分布，對儀表板的纖維方向相對一致處取與纖維方向分別成0°、45°、90°等的樣條，通過拉伸實驗測得拉伸模量，結(jié)合本文提出的顯微方法觀察判斷特定點的纖維沿厚度方向的分層情況及定量判斷樣條纖維方向的分布。通過截取的樣條軸向與平均纖維第一主方向的

3、夾角，與實際實驗測得的拉伸模量作對比，同時考慮第一主值的大小，分析并得出在大零件中，用模流分析結(jié)果中平均纖維方向信息代替彈性模量方向性分布是可靠的。
　　通過編輯MATLAB程序，將MOLDFLOW軟件分析結(jié)果中的單元信息、節(jié)點信息、平均纖維方向信息加以整合，并實現(xiàn)之間的對應(yīng)。此程序讀取DYNA結(jié)構(gòu)分析的網(wǎng)格模型及MOLDFLOW模流分析的網(wǎng)格模型，并實現(xiàn)兩種分析網(wǎng)格之間的空間對應(yīng)關(guān)系，即尋找出對應(yīng)于每一個DYNA結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)格的一

4、個MOLDFLOW模流分析的網(wǎng)格。將纖維方向信息傳遞到結(jié)構(gòu)分析的網(wǎng)格中。賦予材料卡片后，最終以DYNA軟件可讀取的文件格式寫出。
　　將試驗測得的彈性模量結(jié)果作為材料信息，以及MATLAB程序運行后所得的含方向信息的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)果作為網(wǎng)格信息，并賦予試驗中的邊界條件，進行剛度有限元模擬，并將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比，通過正交異性材料模型與各向同性材料模型的模擬結(jié)果與實際的實驗結(jié)果對比分析，表明正交異性材料模型既能考慮材料本身的力學