【摘 要】
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纤维增强塑料(FRP)对于改善汽车和航空领域所使用材料的性能重量比方面有着巨大的潜力。然而,传统的纤维增强薄壁管存在着初始峰值力大、平均反作用力相对较低和破坏模式不稳定等缺陷,严重影响了其作为吸能装置的吸能性能。本文首次将全菱形折纹图案分别引入到薄壁碳纤维增强(CFRP)管和碳纤维增强(CFRP)/凯夫拉纤维增强(KFRP)混铺管中,通过实验和数值模拟两种方法研究了折纹图案对在准静态轴向载荷作用下
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纤维增强塑料(FRP)对于改善汽车和航空领域所使用材料的性能重量比方面有着巨大的潜力。然而,传统的纤维增强薄壁管存在着初始峰值力大、平均反作用力相对较低和破坏模式不稳定等缺陷,严重影响了其作为吸能装置的吸能性能。本文首次将全菱形折纹图案分别引入到薄壁碳纤维增强(CFRP)管和碳纤维增强(CFRP)/凯夫拉纤维增强(KFRP)混铺管中,通过实验和数值模拟两种方法研究了折纹图案对在准静态轴向载荷作用下这些管的能量吸收特性和失效模式的影响。并对预折叠纤维增强薄管的折纹几何参数和铺层设计进行了全面的参数化研究,结果表明:FRP折叠管在提高吸能器吸能能力的同时,能有效地减小初始峰值力。此外,本文还将CFRP折叠薄壁管引入CFRP夹层筒中作为夹层芯材,对其进行了轴向压缩、带内翻帽轴向压缩和三点弯曲的实验研究,对CFRP夹层筒在三种工况下的能量吸收行为进行了深刻的分析和探究。试验结果表明,碳纤维夹层筒具有优异的吸能性能和压缩刚度。
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