编号：CYYJ04073
篇名：碳纤维铺层及三明治结构对复合材料层间性能及变形的影响
作者：毛德胜 白彧 李传戈 周燕 韩远飞 范蕙萍
关键词： 碳纤维复合材料 变形 有限元分析 ABAQUS
机构： 青岛城市学院机电工程学院
摘要： 随着社会的发展,轨道交通的轻量化需求越来急迫。碳纤维复合材料CFRP具有高比强度、高比刚度等优点,在轨道交通车辆的轻量化实现中表现出巨大的应用潜力。然而,由于CFRP的各向异性,不同铺层方向的层间性能存在差异。CFRP制作过程中都会产生残余应力,从而导致变形。为了更好地预测层间性能和控制CFRP的变形,对CFRP的层间性能和变形行为进行了深入研究,重点研究了对称铺层方案对层间性能的影响以及泡沫三明治结构对变形的影响。通过Abaqus进行模拟计算发现,虽然铺层的原始层和对称层在CFRP厚度方向位置不同,但其应力水平及应力分布保持一致。此外,三明治结构对接触面设置了粘性行为和损伤准则,三明治结构能够有效降低变形量,提高整体的抗屈服和抗变形性能。研究结果表明,对称铺层方案和泡沫三明治结构可以有效改善CFRP的层间性能和变形,为轨道交通车辆的轻量化设计和变形控制提供重要的参考。
