张磊峰
,
宋仁伯
,
赵超
,
杨富强
,
秦帅
,
徐杨
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.19.022
轻量化已经成为汽车用钢的发展方向,近年来对低密度高强韧钢的开发顺应了这一趋势.Al元素的添加,降低钢的密度,同时提高层错能,影响变形机制.从成分设计与制备、变形机制、组织性能及工业化应用等方面,总结Fe-Mn-Al系、Fe-Al系和中锰系低密度高强韧钢的研究成果,并阐述了低密度高强韧汽车用钢的发展趋势.
关键词:
轻量化
,
汽车用钢
,
高强韧钢
,
变形机制
,
Fe-Mn-Al
,
Fe-Al
,
中锰钢
,
K系碳化物
郑书瑞
,
李建锡
,
段正洋
,
耿庆钰
,
韩伟明
硅酸盐通报
本文采用了石膏制备出的α半水为基础研究制备高强轻质墙体材料,分别研究了水灰比,双氧水、激发剂、缓凝剂、表面活性剂掺量对石膏试块强度和轻质化的影响,使用扫描电镜(SEM)分析石膏试块表面和内部的结晶情况.试验确定在水灰比0.45,每1 kg浆料双氧水掺量3.00 mL、激发剂掺量0.20 g,缓凝剂掺量0.50‰、表面活性剂掺量0.10‰的最优工艺条件下,墙体材料试块干基抗压强度为5.20 MPa,干基抗折强度为2.31 MPa,体积密度为0.80 g/cm3,具有明显的轻质高强特性.
关键词:
α半水石膏
,
结晶
,
轻质
,
墙体材料
谢桂兰
,
肖春芽
,
贺礼财
玻璃钢/复合材料
为实现大型风机叶片的轻量化,对纤维增强风机叶片复合材料进行三维拓扑优化设计.首先,基于均匀化理论,将碳纤维增强风机叶片复合材料等效为等效均质体,预测其宏观等效力学性能;然后,以单元相对密度为设计变量、实体材料总体积分数为约束条件、等效宏观弹性矩阵主对角线分量或分量的加权组合为目标函数建立优化模型.采用固体各向同性材料惩罚模型(SIMP)建立设计变量和宏观弹性模量之间的关系,采用灵敏度过滤技术和优化准则法控制材料的分布.在MATLAB平台上编写了相应程序,对大型风机叶片复合材料进行三维拓扑优化,计算得出不同优化目标下的三维最优结构.数值结果表明了该优化模型的正确性和有效性,为实现风机叶片结构轻质高强设计提供了一种参考.
关键词:
风机叶片
,
轻量化
,
复合材料
,
均匀化
,
拓扑优化
刘勇
,
王飞龙
物理测试
采用ANSYS有限元仿真软件,对某型号车厢承受平稳载荷及动态载荷后的受力情况进行了分析,根据计算结果提出了该车厢的高强轻量化方案,分析了新方案车厢受载后的应力大小及分布等情况,结果表明新方案比原方案的安全性更高,强度更大,自重减轻明显,材料采购成本更低,社会综合效益前景良好。
关键词:
车厢板
,
高强度
,
轻量化
,
仿真分析
张靠民
,
李敏
,
顾轶卓
,
张佐光
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2013.11.08
轻量化是汽车工业实现可持续发展的重要途径，先进复合材料（ Advanced Composite Mate-rials， ACM）特别是碳纤维增强聚合物基复合材料具有质轻高强的性能特点，是最为重要的轻量化材料之一。 ACM在航空工业已有四十年的技术和应用积累，但汽车工业的产业特点明显不同于航空，其中最突出的就是对成本和生产效率的要求更高。因此，将 ACM的技术特点与汽车工业的重要需求相结合，本文首先介绍了碳纤维复合材料用于汽车结构的最新应用进展，列举了发达国家的相关研发计划。在此基础上，从复合材料设计制造一体化、低成本碳纤维、复合材料高效制造和材料循环利用等四个方面讨论了制约汽车用 ACM规模化应用的关键技术。以期为研究发展适合我国汽车工业的复合材料高技术提供一点粗浅见解。
关键词:
先进复合材料
,
汽车
,
轻量化
,
低成本
,
快速制造
,
循环利用
陶积柏
,
朱大雷
,
董丰路
,
黎昱
,
张玉生
,
张国旗
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151225.004
支架是航天器总装设计的重要组成部分，目前主要采用金属材质铸造成型，质量较大，成品率较低。复杂的太空环境要求支架具有非常高的尺寸稳定性。因此为提高结构刚度和减重，选取典型结构的支架进行轻量化研究。首先，根据碳纤维复合材料的性能参数和支架边界条件建立有限元模型并进行仿真分析；其次，在突破复合材料支架成型技术的基础上完成了复合材料支架的制备；最后，制定试验方案，通过评估金属与碳纤维复合材料支架在正弦与随机振动时的响应，对比了2种支架的力学性能。结果表明：碳纤维复合材料支架具有更优异的力学性能和更轻的质量。
关键词:
支架
,
复合材料
,
有限元分析
,
成型
,
试验
,
轻量化
刘强
,
莫正伟
玻璃钢/复合材料
CFRP相对于金属材料更加轻质高强,并且具有良好的抗冲击性能和成型工艺性能,已成为未来汽车轻量化的重要材料.采用三点弯曲实验和有限元仿真相结合的方法,对铝蜂窝填充CFRP结构的侧向力学性能和破坏机理开展了研究.实验结果表明,相对CFRP空管,铝蜂窝填充管件的平均峰值载荷、吸收能量和比吸能率分别提高17.09％、32.31％和0.9％,并且破坏过程也更加稳定.此外,采用了Ls-dyna软件对其受力进行了有限元仿真,获得了与物理实验相吻合的破坏模式和力-位移曲线.研究表明,利用轻质铝蜂窝结构填充CFRP管件,能有效改善CFRP结构的侧向弯曲性能,对指导轻量化汽车结构的设计具有重要意义.
关键词:
轻量化
,
铝蜂窝
,
CFRP
,
Ls-dyna
,
弯曲性能
刘强
,
陈航
玻璃钢/复合材料
采用准静态轴向压缩实验和有限元仿真相结合的方法,对EPP泡沫(聚丙烯塑料发泡材料)填充对铝蜂窝结构压缩性能的影响开展了研究.实验发现,相对空铝蜂窝,EPP泡沫填充铝蜂窝结构的峰值力、平均抗压强度和吸收能量分别提高了1.9％～43.33％、46.59％～179.53％和46.26％～179.04％.并且相对空铝蜂窝与单独EPP泡沫之和,泡沫填充结构的平均抗压强度和总吸能分别提高了2％～23.5％和3.9％～23.3％.此外,采用Ls-dyna软件对EPP泡沫填充铝蜂窝的破坏过程进行了仿真,发现EPP泡沫填充可以有效抵抗蜂窝壁变形,并且获得了与实验较吻合的破坏过程和位移曲线.研究表明,利用EPP泡沫填充铝蜂窝,能有效改善铝蜂窝结构的轴向压缩性能.
关键词:
轻量化
,
铝蜂窝
,
EPP泡沫
,
Ls-dyna
,
压缩性能
