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朱国华

作品数：13 被引量：50H指数：4
供职机构：长安大学汽车学院更多>>
发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
相关领域：一般工业技术交通运输工程机械工程航空宇航科学技术更多>>

合作作者

文献类型

  • 13篇中文期刊文章

领域

  • 8篇一般工业技术
  • 3篇机械工程
  • 3篇交通运输工程
  • 2篇航空宇航科学...
  • 1篇理学

主题

  • 5篇碳纤维
  • 4篇复合材料
  • 4篇复合材
  • 3篇数值模拟
  • 3篇碳纤维增强
  • 3篇纤维增强
  • 3篇聚丙烯
  • 3篇丙烯
  • 3篇值模拟
  • 2篇多工况
  • 2篇增强聚丙烯
  • 2篇轻量
  • 2篇轻量化
  • 2篇耐撞性
  • 2篇金属
  • 2篇管件
  • 2篇蜂窝结构
  • 2篇负泊松比
  • 2篇CFRP
  • 1篇多尺度

机构

  • 13篇长安大学
  • 3篇湖南大学
  • 1篇西安航空学院

作者

  • 13篇朱国华
  • 3篇赵轩
  • 3篇郭应时
  • 2篇余强
  • 1篇张硕
  • 1篇周辰雨
  • 1篇宋凯
  • 1篇任毅如
  • 1篇吴永强

传媒

  • 7篇复合材料学报
  • 2篇振动与冲击
  • 1篇专用汽车
  • 1篇航空学报
  • 1篇中国公路学报
  • 1篇中国新技术新...

年份

  • 4篇2024
  • 3篇2023
  • 3篇2022
  • 2篇2021
  • 1篇2012
共 13 条 记 录，以下是 1-10
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排序方式：
CFRP薄壁结构多尺度建模及耐撞性分析被引量：1
2023年
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有较高的比强度、比刚度及显著的轻量化效果,因此CFRP薄壁结构被作为能量吸收装置广泛应用于工程领域。以单向碳纤维复合材料为研究对象,利用扫描电镜获取其微观胞元结构参数及纤维体积分数,构建能够准确反映其微观形态的代表性体积单元(Representative volume element,RVE),通过加载周期性边界条件及单位载荷,获取材料宏观等效弹性参数,并开展实验验证。随后,开发基于微观力学的失效准则及损伤演化方程,并结合材料力学特点,构建CFRP宏观损伤模型,最终形成一套基于微观失效的多尺度损伤模型。在此基础上,对CFRP薄壁圆管在轴向准静态载荷下的压溃性能进行数值仿真,并与实验结果进行对比,验证了多尺度模型的仿真精度。最后,基于验证后的多尺度有限元模型,研究了碳纤维铺层角度及碳纤维体积分数对CFRP薄壁结构耐撞性的影响。结果表明:铺层角度和碳纤维体积分数对CFRP圆管耐撞性能具有较大影响。
朱国华竺森森胡珀王振赵轩
关键词：碳纤维增强树脂基复合材料耐撞性多尺度分析
新型CFCB点阵夹芯结构面外压缩载荷下能量吸收特性研究被引量：2
2023年
点阵夹芯结构因其优异的力学性能、出色的能量吸收能力、独特的功能性,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。然而,传统点阵夹芯结构在面外压缩载荷下存在应力分布不均匀、节点应力集中等缺点。为了解决上述问题,该研究基于体心立方结构(body-centered cubic,BCC)提出了一种新型的余弦函数单元基(cosine function cell-base,CFCB)点阵结构。为了研究CFCB点阵夹芯结构面外压缩载荷下能量吸收特性,制备了CFCB点阵夹芯结构,开展了准静态压溃试验,并与BCC点阵夹芯结构的试验结果进行对比。结果表明,CFCB点阵夹芯结构面外压缩载荷下的承载与能量吸收能力明显优于BCC点阵夹芯结构。随后,基于有限元模型,系统揭示了芯子单胞直径、幅值、周期长度等胞元参数及厚度方向上的单胞层数对CFCB点阵夹芯结构面外压缩载荷下吸能特性的影响。相关研究成果有望为新型CFCB点阵夹芯结构设计提供参考。
赵众豪池瑜莉冯峻良文大伟朱国华
关键词：增材制造有限元分析
仿生负泊松比拉胀内凹蜂窝结构耐撞性被引量：19
2021年
基于自然界微观生物结构的启发,设计了1种新型仿生负泊松比拉胀内凹蜂窝(ARH),并对其耐撞性能进行数值模拟。结合竹子的梯度结构和椰子树的同心胞结构,提出了2种单向梯度和2种双向梯度同心ARH结构。梯度同心结构设计方法不仅可诱导结构渐进的冲击行为,而且因其较低的等效壁厚可改善其比吸能能力。与传统ARH结构相比,对仿生ARH结构的平台应力和吸能特性进行研究,并分析耦合压溃变形模式、收缩变形机理和负泊松比效应等来揭示结构的增强机理。结果表明:预测的耐撞响应和压溃变形模式与参考结果相似;相对传统的ARH,梯度同心ARH有更高的平台应力和比吸能,且平台应力的上升和压溃变形模式均呈梯度变化;梯度方向对压溃变形模式和各层变形顺序影响较大;双向梯度同心ARH比单向梯度同心ARH因耦合变形具有更高的吸能能力;同心胞数对蜂窝各层的收缩变形有较大影响。
任毅如任毅如金其多朱国华
关键词：负泊松比蜂窝结构仿生设计耐撞性
基于拓扑的新能源商用车身轻量化设计被引量：1
2024年
当前低碳背景下的新能源重卡竞争格局和行业政策对重卡车身提出轻量化要求。以某驾驶室平台为基础,结合“材料应用驱动轻量化,综合成本及重量”的轻量化策略,通过CAE驱动下的基础车传力路径、灵敏度分析等多工况拓扑引导,进行轻质合金、高强钢应用的多材料车身工程设计,同时对设计数模进行有限元分析,结果表明工程方案的结构性能和碰撞安全达成设计目标。
魏益冰朱国华
关键词：轻量化设计
铝合金/碳纤维混合前纵梁的轴向冲击吸能特性被引量：5
2022年
为了揭示铝(Al)/碳纤维增强复合材料(CFRP)混合纵梁的吸能机制并提高其抗冲击性能,首先开展了空铝梁及内嵌碳纤维层合板的Al/CFRP混合纵梁动态轴向冲击实验,实验结果表明,相比于单一铝梁,Al/CFRP混合前纵梁的能量吸收W_(e)和比吸能W_(s)分别提高46.1%和17.5%。接着,采用MAT54材料模型,在LS-DYNA商用有限元软件中建立相应的有限元模型(FEM),并通过实验数据验证了模型的准确性,揭示了混合结构的能量提升机制及碳板的损伤模式,结果表明混合梁中铝梁和碳板的能量吸收分别比单一铝梁和碳板提高了30.7%和43.4%,混合梁的耗散能比单一组分的摩擦吸能之和提高了217.8%;利用理论模型预测了混合纵梁中铝梁、交互效应及整体的平均压溃反力P_(c),预测结果与仿真结果及实验结果均吻合较好。最后用有限元手段研究了铝梁壁厚、碳板厚度及碳板铺层角度对Al/CFRP混合结构的耐撞性影响,发现混合梁的能量吸收和峰值载荷随着铝梁厚度及碳板厚度的增加而提高。
王振朱国华吴永强宋凯
关键词：轻量化
轴向和斜向加载下复合材料-金属-泡沫混杂管件的压溃吸能机制被引量：1
2023年
本文旨在探讨碳纤维增强树脂(Carbon-fibre-reinforced polymer,CFRP)-铝合金-泡沫铝混杂管件在轴向(0°)和斜向(10°)荷载下的压溃变形特性和能量耗散机制。首先对纯碳纤维管(CF)、纯铝管(Al)、纯泡沫铝(Af)、Al-Af混杂管和CF-Al-Af混杂管进行了准静态压缩试验;在0°和10°的加载角下,Al-Af混杂管的能量吸收总是高于单一部件的能量吸收总量;与单一组分能量吸收之和相比,CF-Al-Af混杂管的能量吸收在0°加载角下减少,而在10°加载角时则显著提高。接着,在LS-DYNA中开发了混杂管件和相应的单一部件的数值模型,仿真结果表明,铝管能量吸收的提升促进了Al-Af和CF-Al-Af混杂管承载能力的提升,原因在于相比于单一铝管的“对称-钻石”混合变形,混杂管中的铝管发生了更稳定的对称变形,然而外部CF管能量吸收的降低主要削弱了CF-Al-Af混杂管的能量吸收,原因在于混杂管的CF管受到内部铝管的挤压出现了轴向撕裂失效。最后,建立了CF-Al-Af混合管和相应的单一管件在轴向荷载下的平均压溃载荷解析模型,结果表明,所开发的解析模型可以较好地预测混合管和单一部件的平均压溃载荷。
王振梅轩曹悉奥陈轶嵩朱国华郭应时
关键词：解析模型
Al-碳纤维增强聚丙烯混合帽型梁的热模压成形特性及三点弯曲特性被引量：6
2022年
金属-复合材料混合结构在热模压成形中将不可避免地出现材料破裂、回弹、分层、厚度减薄及起皱等缺陷,同时织物增强复合材料在热模压过程受到压边力的约束还会发生纤维剪切变形,上述工艺缺陷和纤维剪切变形行为都将对后续的结构性能造成显著影响。然而,混合结构在成形过程中的缺陷无法直接观测,成形后采用机械切割方法探究成形缺陷可能造成材料二次损伤。更重要的是,切割后的试件无法继续开展后续的结构性能测试,导致成形性能与结构性能分析孤立开展,大大增加了产品失效的风险。本文针对铝合金(Al)-碳纤维增强聚丙烯(Carbon fiber reinforced polypropylene,CF/PP)混合帽型梁的热模压成形特性及三点弯曲特性进行了实验研究。利用X射线扫描断层(X-ray computed tomography,X-ray CT)无损检测技术从纤维夹角变化、厚度变化、分层和回弹变形4个方面探究了混合结构的成形性特性,进一步又通过静态三点弯曲实验探究了成形后混合帽型结构的抗弯曲性能。结果表明,Al-CF/PP在热模压过程中受到压边力的限制,CF/PP的纤维夹角将从初始的正交构型变换为非正交构型;厚度增加和厚度减薄的现象都有发生;圆角过渡区域分层现象十分明显;结构整体无明显的回弹变形;弯曲实验中混合结构发生了显著的塑性变形,实验结束时Al和CF/PP均出现了明显的断裂失效。
王振朱国华
铝合金-碳纤维增强聚丙烯混合帽型梁热成形数值模拟被引量：2
2024年
铝合金(Aluminum alloy,Al)-碳纤维增强聚丙烯(Carbon fiber reinforced polypropylene,CF/PP)混合材料通过热模压工艺可快速成形为车身薄壁构件,在汽车轻量化设计中应用前景广阔。然而,在热模压中Al主要以塑性变形为主,而CF/PP则以织物拉伸/剪切变形为主;此外,Al-CF/PP混合材料具有明显的热力耦合力学特性,为其数值模型的发展及热成形特性的研究带来了巨大挑战。本文首先通过热模压工艺制备8层(Al与CF/PP交替对称铺放)Al-CF/PP混合帽型梁试样,并采用X射线扫描断层(X-ray computed tomography,X-ray CT)手段对纤维夹角变化进行逐层表征。结果表明:Al-CF/PP中织物发生了明显的剪切变形;然后分别对Al片材和CF/PP片材在不同温度条件下开展单轴拉伸和偏轴拉伸实验,并构建了与温度相关的Al-CF/PP材料本构模型;在ABAQUS中构建了Al-CF/PP帽型梁的热模压有限元模型,仿真预测的纤维夹角变化与实验结果基本吻合;结果表明热模压过程中所有Al片材均出现了厚度减薄,CF/PP片材均经历了明显的剪切变形,Al-CF/PP层间材料则发生了显著的失效损伤。
王振曹悉奥梅轩朱国华陈轶嵩郭应时
关键词：本构模型数值模拟
基于试验的重卡车门模态分析被引量：1
2012年
对车门动态特性进行分析,通过改变某些局部结构,提高整车的NVH性能。得到怠速工况下主要激励频率在30Hz左右,车门的第一阶固有频率在27左右,没有避开发动机的主激励频率。窗口部位二阶振型刚度较弱,会影响到玻璃的升降和车门的密封性。每一阶的振型图上都能看出车门外板的刚度弱,可以采用加强板或者添加加强材料的方法,来增强局部刚度。
朱国华史丽萍周辰雨
关键词：车门LMS试验模态分析
新型余弦函数基点阵材料变形吸能特性及结构梯度化设计
2024年
提出了一种新型的余弦函数胞元基(Cosine function cell-based,CFCB)点阵材料,并对其面外压缩载荷下的力学性能开展试验及仿真研究,试验结果表明新型CFCB点阵材料在准静态面外压缩载荷下的能量吸收较相同质量的体心立方(Body centered cubic,BCC)点阵材料提升了134.4%;此外,通过有限元仿真发现CFCB点阵材料的能量吸收随胞元单杆直径增加而增加。为了进一步改善均匀型CFCB点阵材料的面外压缩变形模式并提高其承载性能,设计了一种层间梯度CFCB点阵构型,并结合试验与仿真手段探究了梯度CFCB点阵材料在准静态面外压缩载荷下的能量吸收特性及关键参数对其吸能特性的影响规律。结果表明:与均匀CFCB点阵材料相比,梯度CFCB点阵材料在吸能方面具有更强的优势,且增大梯度系数可以提高层间梯度点阵材料的承载能力与能量吸收能力。最后,采用离散变量多目标优化方法对层间梯度CFCB点阵材料进行了优化设计,优化后的梯度CFCB点阵材料的比吸能提高了35.3%,能量吸收增加7.1%。研究能够对新型CFCB点阵材料及其梯度构型设计提供可靠的试验结果、准确的数值模型及高效的优化方法。
吕若萱任浩乾梅轩牛心想曹悉奥王振朱国华
关键词：数值模拟梯度结构优化设计
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