考虑动态冲击的碳纤维增强B柱的网格加强件设计与优化

《Polymer Composites》：Mesh Stiffener Design and Optimization for Carbon Fiber-Reinforced B-pillar Considering Dynamic Impact

碳纤维增强热塑性复合材料B柱通过超单元模型与等效静载荷法优化设计，提出分层方案与网格加强结构，利用RBF代理模型确定参数，使关键节点最大侵入位移减少39%。

　　

摘要

本研究提出了一种结合超单元模型和等效静态载荷方法（ESLM）的增强设计与优化方法，用于汽车碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）B柱的较低冲击区域。首先，通过与金属B柱的落锤冲击试验数据对比，验证了B柱有限元模型（FEM）的有效性。提出了一种适用于B柱承载条件的层堆叠方案，该方案在减重和抗冲击性能方面具有优势。随后，设计了适合B柱几何形状的网格加强件，以提高易发生碰撞的较低区域的刚度。采用定制的超单元模型和ESLM方法简化了CFRTP B柱的建模过程，提高了计算效率。通过高精度RBF替代模型确定了适用于CFRTP B柱的网格加强件布置参数和厚度。结果表明，与未经加强的CFRTP B柱相比，优化后的加强件配置使关键节点处的最大侵入位移减少了39%。本研究有助于提高复合B柱的结构刚度，并为实现轻量化及抗冲击的结构设计提供了有效方案。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。