用于制作发动机罩的碳纤维复合材料

用于制作发动机罩的碳纤维复合材料

刊名：Thin-Walled Structures（英）

刊期：2016年第99期

作者：Azzam Ahmed et al

编译：刘欢

由于城市人口的增加和私家车数量的增加，因此导致道路交通事故、行人受伤和死亡人数增多。为了解决该问题，发动机罩的材料一直是汽车行业的一个关键点。最常见的发动机罩材料是钢、铝，最近，复合材料以其对行人安全的优点使其被应用于发动机附件。建立了发动机罩的有限元模型、行人头部冲击模型，复合材料层板和夹芯复合板都是采用Abaqus软件创建的。仿真结果表明，复合板、夹芯复合板和发动机罩的有限元建模能有效预测行人头部损伤和变形模式。此方法可作为车辆、行人安全评价及相关开发的一种适用工具。

研究了不同结构碳纤维发动机罩的有限元建模方法，以及不同结构碳纤维发动机罩对行人头部碰撞损伤的影响。由于使用复合材料层压板和夹层板不消耗建模时间，容易得到优化的堆积序列，因此可以利用其获得行人安全的发动机罩（外部和内部）的结构。研究中使用了ABAQUS/Explicit软件，某些结构（成人头型、复合材料板、夹芯复合板和发动机罩）已被用来预测车辆罩盖发生碰撞的风险水平。复合层压板和夹芯复合板用来观察行人头部撞击到发动机罩时头部损伤的结果（变形、冲击能量和吸收能量）。仿真结果表明，［0/90，±45］2层结构引起的HIC头部损伤标准值减少。使用碳纤维复合材料可以减小HIC值，且相对于其它结构罩，头部位移增加。头部位移最小和在夹层结构板的情况下，［0/90，±45］2个堆叠序列结构应用其变形能力来吸收冲击能量。

为满足人机工程要求，发动机罩的结构应该柔软，能吸收更多的碰撞能量且具有较小的变形和头部冲击位移。