利用RADIOSS 软件的汽车复合材料结构分析.PDF

2007 Altair 大中国区用户技术大会论文集 利用RADIOSS 软件的汽车复合材料结构分析 宋学伟 吉林大学 - 1 - 2007 Altair 大中国区用户技术大会论文集 利用RADIOSS 软件的汽车复合材料结构动力分析 Crashworthiness of Automotive Composites Structures Using RADIOSS 宋学伟 (吉林大学) 摘 要: 由于纤维增强复合材料拥有高强度，高刚度，并且较轻的质量，越来越多的汽车 部件采用树脂复合材料制造。纤维增强复合材料用于制造汽车车身、发动机零件等，可有效 降低汽车自重并提高汽车性能，是当前汽车材料轻量化的重要研究发展方向之一。复合材料 的能量吸收机理比通常的金属管要复杂很多，会出现层间剥离，纤维剥落，材料粉碎等现象。 本文应用RADIOSS 软件中一种材料本构来描述复合材料的损伤机制，并利用RADIOSS 软 件模拟了复合材料结构的压溃现象。 RADIOSS 是美国Altair 公司开发的显式有限元软件，用来分析瞬态非线性问题，已经 通过汽车、航空等行业的众多项目得到了验证。 关键词: RADIOSS 轻量化 复合材料 非线性 Abstract: Due to the high strength, stiffness, and low weight, more and more automotive components are made of fiber reinforced composite material. It could light the weight of the automotive and in the same time enhance the performance. However, the energy absorbability of the composite is more complex than of the metal, such as del amination, fibers debonding, pulverization of material. A constitutive model using damage mechanics is described in this paper. The model has been validated on composite tube crushing using RADIOSS. RADIOSS is an explicit finite element code developed by Altair Inc., used for non linear simulations and validated industrially for crash analysis in automotive and aeronautic applications. Key words: RADIOSS, lightweight, composite, nonlinear - 2 - 2007 Altair 大中国区用户技术大会论文集 前言 随着汽车工业的飞速发展，减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为汽车工业发展和社 会可持续发展急需解决的关键问题。汽车的燃料消耗和CO2废气的排放量与汽车重量存在密 切的关系，美国能源部相关研究表明，美国现有的汽车，如减重25 ％，每天可节省750,000 桶燃油，每年CO2 的排放量可减少1.01亿吨，因此汽车轻量化已成为汽车工业技术发展的重 要方向。除了对汽车各种零部件结构进行优化设计和改进外，采用高性能轻质材料是实现汽 车轻量化的一条重要途径。如选用铝、镁、钛、高强度钢、工程