T-CSAE 210-2021 连续碳纤维增强热固性复合材料汽车前防撞梁铺层设计方法

T/CSAE

2102021 II

4.1

4.2

4.3

5.1

5.2

T/CSAE

2102021

GB/T

1449GB/T

3961GB/T

4780 GB/T

2011 GB

1998 GB/T

2012GB/T

33582—2017RCAR

Test：Issue

2.0ASTM

D3039/D3039M2017 （Standard

forTensile

of

Polymer

ASTM

D3410/D3410M通过剪切载荷测定不支持测量部分的聚合物基复合材料压缩性能的标（Standard

for

Compressive

of

Polymer

with

Unsupported

Section

by

ASTM

D3518/D3518M2018用±45层压板拉伸试验测定聚合物基复合材料面内剪切响应的标

Standard

Test

for

Response

of

Polymer

by

Tensile

Test

of

45

GB/T

14492005、GB/T

39612009和GB/T

47803.1

beam[来源：GB/T

4780

21020213.2 ply[来源：GB/T

39613.3

fiber

plastics[来源：GB/T

39613.4 maximum

of

beam3.5 maximum

of

3.6 maximum

deformation

of

crash

在碰撞过程中前防撞梁沿整车坐标X方向发生的最大变形量。3.7 stacking

3.8

at

[来源：GB/T

14492005，4.4]3.9 bend

load3.10 specific

modulus[来源：GB/T

39613.11 specific

strength[来源：GB/T

3961

4.1

按照GB

≥3530≥230T/CSAE

21020214.2

4.2.1.1

a)

表1

b)

断裂伸长率，双酚Ａ型环氧树脂应符合

2011

要求；选择其他基体树脂，性能应c)

d)

e)

f)

4.2.1.2

a)

按照

2017

b)

D3518/D3518M2018

c)

按照

2016

d)

D3039/D3039M2017

4.2.2.1

4.2.2.2

a)

12

23

2102021b)

c)

d)

e)

铺层相容性原则:

a)

铺层区域划分：根据前防撞梁性能要求进行铺层区域划分，建议铺层区域不宜过多，3～5

b)

c)

表2

d)

1)

2)

3)

0°

45°或-45°4)

MinimizeVariableMinimizeVariableSubject

to

T/CSAE

2102021(

x

f(

x)(f

((

x

x

[x,x,x

,...,x]g(

x),g(

x

),g(

x),...,g(

x

)D

(1)g=g，x

90，45，fF(xi)

gE(xi)

gD(xi)

xn gT gc i

n E DF e)

1)

2)

3)

4.3

a)

GB

1998

b)

GB/T

2017

的要求。按照GB

17354-1998采用优化后的前防撞梁有限元模型，进行前防撞梁正面低速碰撞仿真分析。要裂载荷指标；如有出口需要按照RCAR

Test：Issue

2.0进行低速正面碰仿真分析。提取前防撞

5.1

2102021按照GB

梁最大变形量、前防撞梁最大碰撞力。该评价指标应满足前防撞梁设计要求。5.2

依据加载要求选取压头，将前防撞梁放置于支座，用螺栓将其固定于底座。调节跨距L及上压头位Gpa。试验机应有恒定的加载速度，施加载荷应落在各级量程最大载荷的20%～90%范围内。推荐压头外部直径300

mm,压头厚度20

mm。压头以2

mm/min的速度完成静态三点弯曲试验。在万能试验机上提取力与位移曲线，评估破坏挠度、弯曲断裂载荷。其指标值应满足前防撞梁设计要求。推荐测试方式如图1图1

(xss(xss(xssT/CSAE

2102021

A.1

下，4层铺层厚度各铺层顺序为

，各铺层厚度下铺层顺序共计有6种

A.1 以厚度因素2.4mm、2.0mm、1.6mm、1.2mm为例，单层碳纤维厚度为0.28、6。一种厚度为2.4

,x,x,x,x

)-b

h(

h(

xgD(x)

bDcp hi(x)

gp(x)

w

gcizi(x)

l()f

(x)

0.25(f(x)

f(x))0.25(f(x)

f(x))0.25(f(x)

f(x))0.25(f(x)

f(x))fE

fF

y

(

x

y

(

x

)

f(

x

)

c

(g

(

x

)

g

)c

10

p

l(g

(

x

)

g

0

)

y

min(y

(

x

)，y

(

x

)，y

(

x

)

，y (