长玻纤增强聚氨酯反应注射成型复合材料螺栓连接性能研究

【摘要】：随着长玻纤增强聚氨酯反应注射成型(LFI-RRIM PU)复合材料在汽车行业的广泛应用,其成型件从辅助次承力部件发展成为主承力部件,与金属材料的机械连接场合越来越多。由于LFI-RRIM PU复合材料在连接部位的受力不均匀性,对螺栓连接部位的细节分析至关重要。本文针对LFI-RRIM PU复合材料螺栓连接性能进行分析,研究保证LFI-RRIM复合材料螺栓连接强度和提高连接效率的方法。 论文的研究主要分为四个部分。第一,通过拉伸性能试验对长玻纤增强聚氨酯反应注射成型复合材料的力学性能及失效机理进行分析,建立拉伸性能预测方程式,确定合适的失效准则；第二,通过正交试验和ABAQUS有限元仿真模拟对LFI-RRIMPU复合材料单螺栓连接性能进行分析,研究因素主要包括连接板宽径比、端径比、厚径比以及装配预紧力等；另外对螺栓连接处的局部增补措施(如增置凸台、镶嵌螺母等)进行有限元仿真模拟,分析最大限度提高LFI-RRIM PU复合材料螺栓连接强度的方法；第三,通过ABAQUS有限元分析软件对LFI-RRIM复合材料多螺栓连接性能进行分析,研究因素包括连接板端距、行距、边距、列距、厚度以及装配预紧力等,分析提高螺栓连接效率的方法；最后,在LFI-RRIM PU复合材料多螺栓连接仿真模拟的基础上运用BP人工神经网络算法对影响多螺栓连接的尺寸因素进行优化,使得载荷分配趋于均匀,进而保证了多螺栓连接强度、提高连接效率,为LFI-RRIM PU复合材料的结构设计提供了理论指导。