机械工程学报

作者：聂昕, 雷发桂, 朱国华, 汪冬冬, 熊东箭

单位：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室 长沙 410082

关键词：MTC理论,PMH结构,参数映射,注塑成型；

基金：国家自然科学基金（61232014）、广西区科技计划（桂科攻1348005-1，桂科攻14122005-7）和中央高校基本科研业务费专项资金资助项目。

针对传统数值分析方法对于注塑成型的长纤维增强聚合物-金属混杂（Polymer metal hybrid，PMH）结构存在的缺陷，提出一种基于材料参数映射的全新数值仿真方法。采用多重连续介质理论（Multiple continuum theory，MCT），将微观代表性体积元（Representative elemental volume，RVE）中的复合平均参数转化到各组分（纤维增强体和基体）上，通过各组分平均参数变化来预测复合材料的损坏演变和失效，无须建立反映实际的微观机械应力场模型。基于此材料参数模型，将模流分析得到的纤维取向和残余应力信息与材料的拉伸试验数据进行拟合，得到结构分析模型所需的纤维、基体的弹塑性参数，最后将上述参数结果映射到结构分析模型中。该方法很好地将模流分析得到的大量分析数据映射到结构分析模型中，实现更准确、高效的结构数值分析。基于这种方法，对车身典型PMH大梁结构进行研究，探究金属-聚合物界面粘接层粘接强度对残余应力、翘曲收缩变形及在标准工况下对整车各力学性能的影响，研究表明：当界面粘接强度大于20 MPa后，PMH结构件的翘曲收缩变形量趋于一个较小的稳定值，各典型工况下力学性能不会发生折损。

来源：2019年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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