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铝蜂窝复合材料客车底板性能研究及应用

作　者: 刘金龙
导　师: 姜立标
学　校: 华南理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 客车底板铝蜂窝复合材料力学特性动态特性动态仿真
分类号: U465
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

铝蜂窝复合材料作为一种新型材料，具有轻质高强的结构，已经在航天航空、建筑，交通运输等领域具有广泛的应用，本文主要对铝蜂窝复合材料的力学特性和动态特性进行研究，并将铝蜂窝复合材料应用于客车底板。首先，通过对铝蜂窝复合材料客车底板进行基本的力学特性试验研究，分别对铝蜂窝复合材料的平拉性能、压缩性能、剥离强度进行试验研究，运用三点弯曲法对铝蜂窝复合材料进行弯曲试验测试，并与其他的客车底板的力学特性进行比较分析，试验结果表明，铝蜂窝客车底板具有比其他客车底板材料更好的力学性能。其次，本文基于模态分析理论，对系统的模态参数和物理参数进行了分析；运用试验模态分析中的脉冲激励法，对铝蜂窝复合材料客车底板进行动态测试研究；根据横向弯曲振动理论Bernoulli-Euler梁和Timoshenk梁理论，推导出频率方程，并得到铝蜂窝客车底板的固有频率和动弹性模量，得出弹性模量更能反映材料的固有特性，并将铝蜂窝的动弹性模量和三点弯曲法的静态弹性模量进行对比分析，数据结果表明，动弹性模量普遍比静弹性模量要大，可以用动弹性模量作为铝蜂窝复合材料的一种考核指标；运用matlab中的simulink模块对铝蜂窝的动态特性进行了仿真分析，并与ME’scope VES模态分析软件中得到的脉冲响应图进行了比较。最后，对铝蜂窝复合材料客车底板进行了结构设计，并对铝蜂窝客车底板的安装和固定进行了说明，说明了铝蜂窝客车底板安装的可行性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-22
  1.1 研究目的及意义  10-11
  1.2 铝蜂窝复合材料及其在汽车上的研究现状  11-21
    1.2.1 铝蜂窝复合材料概述  11-15
    1.2.2 国外研究现状  15-17
    1.2.3 国内研究现状  17-21
  1.3 本文主要研究内容  21-22
第二章铝蜂窝复合材料客车底板的力学性能试验研究  22-34
  2.1 不同温度下的铝蜂窝复合材料平拉性能试验研究  22-26
    2.1.1 实验设计  23-24
    2.1.2 实验结果及分析  24-26
  2.2 铝蜂窝复合材料客车底板的平压性能试验研究  26-27
  2.3 铝蜂窝复合材料的滚筒剥离试验研究  27-29
  2.4 铝蜂窝结构弯曲性能试验研究  29-32
  2.5 几种客车底板材料的试验数据对比分析  32-33
  2.6 本章小结  33-34
第三章铝蜂窝复合材料客车底板动态特性试验及仿真  34-64
  3.1 动态测试技术研究及发展概况  34-37
    3.1.1 动态信号分析技术的发展概况  34-35
    3.1.2 模态分析试验技术概述  35-37
  3.2 铝蜂窝复合材料客车底板模态试验研究  37-49
    3.2.1 基于单自由度模型的振动方程  38-41
    3.2.2 铝蜂窝客车底板实验模态测试  41-49
    3.2.3 系统物理参数的计算  49
  3.3 基于梁的横向固有振动的试验研究  49-57
    3.3.1 Bernoulli-Euler 梁的横向弯曲振动理论  50-54
    3.3.2 Timoshenk 梁横向弯曲振动理论  54-57
  3.4 数据的计算及分析  57-60
    3.4.1 数据的测试  57-58
    3.4.2 结论及探讨  58-60
  3.5 基于 MATLAB/Simulink 的铝蜂窝板的动态仿真  60-63
    3.5.1 MATLAB/Simulink 简介  60
    3.5.2 铝蜂窝复合材料客车底板动态系统仿真研究  60-62
    3.5.3 仿真与试验结果对比分析  62-63
  3.6 本章小结  63-64
第四章铝蜂窝复合材料客车底板的应用  64-70
  4.1 铝蜂窝复合材料客车底架  64-65
  4.2 铝蜂窝板客车底板的固定和安装  65-69
  4.3 本章小结  69-70
总结和展望  70-72
  总结  70-71
  展望  71-72
参考文献  72-76
攻读硕士学位期间取得的研究成果  76-77
致谢  77-78
答辩委员会对论文的评定意见  78

铝蜂窝复合材料客车底板性能研究及应用

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