軟質(zhì)無縫附氣囊汽車儀表板弱化工藝及破壞研究.pdf

1、為有效減少汽車碰撞事故中的人員傷亡,越來越多的中高檔轎車上裝有副駕駛安全氣囊。軟質(zhì)無縫附氣囊汽車儀表板由于其更安全、美觀、舒適,使用越來越廣泛。為了使安全氣囊順利展開保護(hù)乘客并避免在氣囊展開過程中儀表板碎片對乘客造成傷害,需要優(yōu)化儀表板的弱化路徑、制定合理的弱化參數(shù)。為準(zhǔn)確探究軟質(zhì)無縫附氣囊汽車儀表板在氣囊展開時(shí)的破壞情況,需要獲得準(zhǔn)確材料模型,這就要求深入理解其塑性機(jī)理、破壞機(jī)理、流變曲線等;需要掌握破壞工藝對試件破壞性能的影響;最后

2、獲取儀弱化處理儀表板實(shí)際破壞規(guī)律。
　　本文通過材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)獲取材料的力學(xué)參數(shù)及流變曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,儀表板常用材料PP其塑性機(jī)理為銀紋化屈服,其破壞特性為銀紋化塑性破壞,流變曲線表現(xiàn)出明顯的粘彈性及粘塑性。為準(zhǔn)確描述材料本構(gòu)行為,本文采用帶損傷粘塑性材料模型描述PP塑料的復(fù)雜本構(gòu)行為并開發(fā)了相應(yīng)的材料子函數(shù)。調(diào)用上述材料子函數(shù)模擬標(biāo)準(zhǔn)試件拉伸試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相吻合,說明本文采用的材料模型能夠描述材料的粘塑性與破壞行為。<

3、br>　　為研究弱化工藝對試件破壞的影響,從斷裂力學(xué)角度研究了打孔弱化對試件應(yīng)力分布的影響,同時(shí)也對打孔弱化試件做了有限元分析。對比斷裂力學(xué)解析解及有限元數(shù)值解顯示,有限分析能反映弱化孔對試件應(yīng)力分布的影響,可以采用有限元研究弱化工藝對試件破壞的影響。通過實(shí)驗(yàn)和模擬研究了不同孔徑及不同打孔數(shù)量及V型槽弱化試樣的破壞特性。實(shí)驗(yàn)及模擬結(jié)果顯示弱化處理對試件斷裂延伸率影響很大,斷裂強(qiáng)度下降比例為打孔斷面上孔穴總面積與總斷面面積之比,強(qiáng)度下降比

4、與面積減小比誤差在5％之內(nèi)。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是,弱化微結(jié)構(gòu)存在使得附近區(qū)域應(yīng)力集中提前產(chǎn)生塑性破壞,而由于材料斷裂延伸率很大,導(dǎo)致最終破壞是塑性區(qū)域擴(kuò)展到整個(gè)斷面。
　　為探究弱化處理儀表板的破壞規(guī)律,本文對打孔弱化及V型槽弱化處理后的儀表板簡化模型進(jìn)行了破壞試驗(yàn)及模擬研究。結(jié)果表明:打孔弱化由于弱化不足導(dǎo)致儀表簡化模型從約束附近破壞,隨后迅速整塊撕裂;V型槽弱化試件從儀表板中央弱化線處破壞,并迅速呈開門狀撕裂,符合儀表板設(shè)計(jì)要