面向新能源汽车吸能件的碳纤维复合材料冲击损伤机理与多尺度优化设计研究

项目名称： 面向新能源汽车吸能件的碳纤维复合材料冲击损伤机理与多尺度优化设计研究

项目编号： No.11372181

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 朱平

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 78万元

中文摘要： 减轻汽车质量以减少燃料消耗、降低环境污染成为汽车工业的核心问题。碳纤维复合材料比刚度和比吸能大等优点，受到汽车工业的重视。碳纤维复合材料力学性能复杂，其力学特性受碳纤维及基体的性能、碳纤维的体积百分比以及细观结构等的影响。在碰撞冲击过程中多相材料相互作用，损伤和破坏机理复杂多样，难以确定撞击能量吸收机理。因此开展碳纤维复合材料冲击损伤演化规律及吸能机理研究，对推动复合材料在新能源汽车轻量化中的应用，具有重要意义。本项目将通过实验与数值仿真相结合，建立精确的计算细观力学预测模型，揭示材料的细观参数对其宏观力学性能的影响规律；建立能够正确表征材料的本构模型、失效模型和损伤模型；揭示新能源汽车典型碰撞吸能件结构在冲击压溃非连续变化过程中的撞击能量吸收机理；确定影响材料耐撞性、吸能特性的关键影响因素；研究并实现新能源汽车吸能件的多尺度材料和结构稳健优化设计，为其在汽车工业中的应用提供理论指导。

中文关键词： 碳纤维复合材料；损伤机理；多尺度优化；吸能结构；新能源汽车

英文摘要： Lightweight design is critical for both conventional and new-energy vehicle to address energy and emission concerns in current automotive industries. Carbon Fiber Reinforced Plastic（CFRP）have attracted a lot of attention duu to its high specific stiffnes

英文关键词： Carbon fiber reinforced plastic；damage mechanism；multi-scale optimization；energy absorption structure；new-energy vehicle