一種復(fù)合材料車身預(yù)埋件強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料車身結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，更具體而言，是一種復(fù)合材料車身預(yù)埋件強(qiáng) 度試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著輕量化技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)合材料作為一種輕質(zhì)、高性能材料廣泛應(yīng)用 于汽車車身。復(fù)合材料車身預(yù)埋件是一種重要的連接形式，在復(fù)合材料車身中，預(yù)埋件大量 應(yīng)用于安全帶固定點(diǎn)、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置固定點(diǎn)、懸架的硬點(diǎn)等位置。這些固定點(diǎn)承受來自空間中 不同方向的拉力與壓力，而且復(fù)合材料車身是各向異性材料，因此需要進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。本發(fā) 明為一種復(fù)合材料車身預(yù)埋件強(qiáng)度試驗(yàn)方法，能夠測(cè)試預(yù)埋件相對(duì)于復(fù)合材料板在空間不 同角度的剪、拉、壓強(qiáng)度以及組合連接強(qiáng)度。同時(shí)能夠根據(jù)實(shí)際情況，選擇性測(cè)試某些角度， 調(diào)整測(cè)試次數(shù)，該實(shí)驗(yàn)方法對(duì)復(fù)合材料車身預(yù)埋件的設(shè)計(jì)研究奠定了基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種復(fù)合材料車身預(yù)埋件強(qiáng)度試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法，涉及車身結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
[0004] 結(jié)合附圖，說明如下：
[0005] 所述的預(yù)埋件2 -般是金屬制成的，其底座嵌入復(fù)合材料板1，
[0006] 實(shí)驗(yàn)原理如圖2,（1) (2)分別是復(fù)合材料板與預(yù)埋件的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)；α是施加在預(yù) 埋件頂端力F的方向在XY平面的投影1^與乂軸正向所形成的夾角，由于復(fù)合材料板⑴是 各向異性，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料板在XY平面不同α角度的強(qiáng)度試驗(yàn)；角度β是施加在預(yù)埋 件頂端力F方向與預(yù)埋件（2)軸線L 2 (Ζ軸正方向）形成的夾角，改變?chǔ)陆嵌却笮?，從而?shí) 現(xiàn)不同β角度的強(qiáng)度試驗(yàn)；高度h是預(yù)埋件頂端力F施加點(diǎn)與復(fù)合材料板中性層的高度， 不同高度h在測(cè)試的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生不同的彎矩。
[0007] -種復(fù)合材料車身預(yù)埋件強(qiáng)度試驗(yàn)方法，至少包括以下步驟如下：
[0008] 步驟一：根據(jù)復(fù)合材料板鋪層特性選定α，α是施加在預(yù)埋件頂端力F的方向在 XY平面的投影1^與X軸正向所形成的夾角，α?。ī枴汜軎玲?80° );
[0009] 步驟二：選擇角度β，角度β是施加在預(yù)埋件頂端力F方向與預(yù)埋件⑵軸線 L2，即Z軸正方向形成的夾角，改變?chǔ)陆嵌却笮?，從而?shí)現(xiàn)不同β角度的強(qiáng)度試驗(yàn)；β取 (0° 彡 β 彡 90° )
[0010] 步驟三：選擇預(yù)埋件高度高度h，h是預(yù)埋件頂端力F施加點(diǎn)與復(fù)合材料板中性層 的高度，不同高度h在測(cè)試的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生不同的彎矩；
[0011] 步驟四：進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，獲得預(yù)埋件與復(fù)合材料板的連接強(qiáng)度T1^1, TujP 是角度<Μ、、高度hi的連接強(qiáng)度，Tli jik表示角度a i、P j、高度匕時(shí)的連接強(qiáng)度；
[0012] 步驟五：保持角度〇1、P1不變，依次選擇預(yù)埋件高度11 2、…、匕進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試 驗(yàn)，獲得強(qiáng)度Tu2、…、TukJu k表示角度a i、P1、高度匕時(shí)的連接強(qiáng)度；
[0013] 步驟六：以h為自變量，T為因變量進(jìn)行擬合，得到T= 的函數(shù)關(guān)系； Φ^Οι)即是角度Ct1'、不同高度IiOi1、…、hk)的連接強(qiáng)度TCT 1,U…Tlilik)關(guān)于h的 擬合函數(shù)；Φ U (h)表示角度a i、β _，不同高度IiQi1、…、hk)的連接強(qiáng)度T (T1,y Tli jik) 關(guān)于h的擬合函數(shù)；
[0014] 步驟七：選擇不同的角度β2β3··· β j，重復(fù)步驟二到步驟六，獲得在a i、不同 β (β2β3··· ^j)角度下關(guān)于 h 的強(qiáng)度擬合函數(shù) T = <i>li2(h)、T = ΦυΟΟ - Τ = Φ^Οι);
[0015] 步驟八：選擇不同角度α 2α 3··· a i，重復(fù)步驟一到步驟七，獲得不同α、β關(guān)于h 的強(qiáng)度擬合函數(shù)，如下：
[0016] α 2、不同β (β i β 2β 3··· β .j)角度下關(guān)于h的強(qiáng)度擬合函數(shù)T = φ2ι1 (h)、T = Φ2,2〇ι)…T = Φ2, j(h);
[0017] α 3、不同β (β i β 2β 3··· β .j)角度下關(guān)于h的強(qiáng)度擬合函數(shù)T = φ3ι1 (h)、T = Φ3,2〇ι)…T = Φ3, j(h);
[0018] ...
[0019] α p不同β (β : β 2β 3··· β 角度下關(guān)于h的強(qiáng)度擬合函數(shù)T = (J)iil (h)、T = <i)li2(h)…T = Φυαι);
[0020] 注：?表示角度α。β _，不同高度IiQi1、…、hk)的連接強(qiáng)度TCT1,y W關(guān)于h的擬合函數(shù)；
[0021] 步驟九：如要得到任意 α x( a A α a J、β y ( β A β β J、hz Oi1OizOik) 的連接強(qiáng)度，將匕代入步驟七和步驟八中所有擬合函數(shù)Φ uOO中，得到Uhz)，注： Φ h j OO表示角度a P β j，高度匕時(shí)的連接強(qiáng)度；
[0022] 步驟十：根據(jù)步驟九的數(shù)據(jù)：(hz)，<i>li2(h z)，<i>li3(hz)…Φ^ΟΟ，進(jìn)行插值， 即可得到角度<Μ、P y，高度hz時(shí)的連接強(qiáng)度Φ liy(hz);
[0023] 步驟十一：按照步驟十的方法，繼續(xù)對(duì)步驟九中的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值：
[0024] 對(duì)Φ2,1 OO，Φ2,2〇0，Φ2,3〇〇…Φ2」(hz)，進(jìn)行插值，即可得到角度α 2、β y，高度 M寸的連接強(qiáng)度Φ 2,y(hz);
[0025] 對(duì) Φ3ι1 (hz)，Φ3,2〇ιζ)，Φ3, 3〇ιζ)…Φ3」(hz)，進(jìn)行插值，即可得到角度 α 3、β y，高度 M寸的連接強(qiáng)度Φ 3,y(hz);
[0026] …
[0027] 對(duì) Uhz)，<i>ii2(hz)，<i> ii3(hz)…Uhz)，進(jìn)行插值，即可得到角度 α ;、，高度 M寸的連接強(qiáng)度Φ I y OO ;
[0028] 步驟十二：對(duì)步驟十、^ 的數(shù)據(jù)Φ liy(hz)，Φ2,γ (hz)，Φ3」(hz)…Φ iiy (hz)進(jìn)行插 值，即可得到在任意 CtxU1S α a J、β JP1S β β ^hzQllShzShk)的連接 強(qiáng)度Φ"0〇。
[0029] 所述步驟九至步驟十在進(jìn)行插值擬合的時(shí)候，可以根據(jù)精度要求選擇線性插值、 二次插值以及更高精度的插值方法。
[0030] 有益效果：該方法通過測(cè)試某些特定角度和方向的剪、拉、壓強(qiáng)度以及組合強(qiáng)度， 結(jié)合數(shù)值擬合，獲得復(fù)合材料車身預(yù)埋件在空間中所有方向的強(qiáng)度。同時(shí)能夠根據(jù)實(shí)際情 況，選擇性測(cè)試某些角度，調(diào)整測(cè)試次數(shù)，該實(shí)驗(yàn)方法對(duì)復(fù)合材料車身預(yù)埋件的設(shè)計(jì)研究奠 定了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0031] 圖1為預(yù)埋件與復(fù)合材料板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖2為預(yù)埋件強(qiáng)度試驗(yàn)方法原理圖；
[0033] 其中：1.復(fù)合材料板、2.預(yù)埋件
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面通過具體案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明
[0035] -種復(fù)合材料車身預(yù)埋件強(qiáng)度試驗(yàn)方法剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法
[0036] (1)根據(jù)復(fù)合材料板鋪層特性選定α 0° ;
[0037] (2)選擇角度 P1= 0° ;
[0038] (3)選擇預(yù)埋件高度Ii1= 15mm ;
[0039] (4)進(jìn)行拉伸（壓縮）強(qiáng)度試驗(yàn)，獲得預(yù)埋件與復(fù)合材料板的連接強(qiáng)度T1, u i (命名 規(guī)則為=Tli jik表示角度a 、高度匕時(shí)的連接強(qiáng)度，T I u即是角度a 、高度Ii1的連 接強(qiáng)度）；
[0040] (5)保持角度α 〇°、β 1= 〇°不變，依次選擇預(yù)埋件高度h 2= 20mm、h 3 = 25mm進(jìn)行拉伸（壓縮）強(qiáng)度試驗(yàn)，獲得強(qiáng)度T1 i 2、T1 i 3;
[0041] 因此，角度a f 〇°、β 1= 〇°