铝合金薄壁方管在轴向载荷作用下的力学行为研究及有限元模拟

摘要

铝合金汽车框架结构是目前研究的热点问题,课题组就此方向申请国家自然科学基金.本文选取框架结构的简单件(薄壁方管),研究其在静动载荷作用下的力学行为;在准静态压缩情况下对比不同压缩速度,不同截面,不同长度的试样的吸能情况;结果表明:1)在静态压缩时同种材料及热处理状态下试样长度以及压缩速度对峰值载荷的影响不大,因此在不影响薄壁方管强度的条件下,试样可以采用较短的长度,以节省材料;2)横截面积不同,长度相同的试样在同样的压缩速度下,应力应变数值相差很大,且壁厚对能量的吸收有较大影响;3)在动态冲击时,冲击速度越高,其冲击速度载荷越大;在四点弯曲实验中可以观察到,变形最先发生在薄壁方管的较小截面上.运用ABAQUS6.4对其压缩过程进行模拟,结果表明:1)仿真结果与试验结果吻合得很好;2)对仿真结果有重要影响的几个参数分别是:材料性能、边界条件、网格尺寸.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1铝合金车体的研究现状

1.1.1国外研究和发展现状

1.1.2国内研究现状

1.1.3计算机仿真的应用

1.1.4正面碰撞铝合金汽车车身结构变形和运动的基本原理

1.2课题的提出

1.2.1本课题的现实背景

1.2.2本文的研究内容及意义

第二章实验和计算方法

2.1实验材料

2.2试样制备

2.2.1金相试样

2.2.2拉伸试样

2.2.3压缩试样和弯曲试样

2.3机械性能试验及金相观察

2.3.1金相观察试验

2.3.2拉伸实验

2.3.3机械性能参数的计算方法

2.4压缩与弯曲实验

2.4.1静载荷下轴向压缩实验

2.4.2动载荷下的轴向冲击实验

2.4.3静载荷作用下的弯曲实验

2.4.4本章小结

第三章6063铝合金宏观力学实验

3.1实验方法

3.2拉伸实验结果

3.3压缩实验结果

3.3.1静载荷下轴向压缩实验

3.3.2轴向冲击实验结果

3.3.3四点弯曲试验结果

3.3.4本章小结

第四章有限元仿真

4.1有限元的简单介绍

4.1.1数值解法

4.1.2有限单元法的基本思想

4.2 ABAQUS的特点

4.3压缩实验仿真

4.3.1静态压缩实验仿真

4.3.2动态压缩实验仿真

4.3.3四点弯有限元仿真

4.4本章小结

主要结论

附 录

参考文献

致 谢

攻读硕士期间发表的论文