复合材料防撞梁低速碰撞优化设计

作者：任明伟; 洪治国; 周玉敬; 殷莎; 田宇黎; 马赛; 陈蕴博^*; 范广宏

来源：复合材料学报, 2022, 39(02): 854-862.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210420.001

• 复合材料
• 轻量化
• 防撞梁
• 湿法模压
• 低速碰撞

复合材料由于其较高的比刚度、比强度而成为重要的轻量化材料,推广其在汽车上的应用可有效缓解当前人类面临的环境污染和能源短缺问题。基于某款汽车铝合金前防撞梁,开展了复合材料替代设计,可实现减重27%,并采用碳纤维湿法模压成型工艺进行制备后,进行了RCAR标准下正面40%重叠碰撞实验;同时,利用有限元软件LS-DYNA构建了复合材料前防撞梁数值模型,验证后基于该模型进一步对吸能盒壁厚、复合材料梁铺层厚度、铺层方式等参数进了探讨,发现吸能盒壁厚对于防撞梁的耐撞性较关键,而引入仿生螺旋铺层设计可进一步提升能量吸收特性。此外,同等质量下的复合材料防撞梁综合性能被证明较金属防撞梁更加优异。

• 单位
  北京航空航天大学; 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司; 北京新能源汽车股份有限公司