目前鋁管應用的主要障礙

近年來隨著我國經濟的迅速發展.但同時汽車數量的增加,目前鋁管應用的主要障礙汽車在國內的保有量在不斷的增加。人們出行變得越來越方便.也帶來了新的社會問題,尤其是環境污染越來越嚴重,這關系到人類可持續發展的重大問題。因此,降低燃油消耗、減少汽車尾氣排放成為汽車工程界主攻的方向。汽車輕量化是解決以上問題的最有效的措施之一,而汽車輕量化主要包括結構設計輕量化和材料輕量化兩種方法。由于前者經過長時間的研究和完善,改進空間已經不大,然而后者隨著科學技術的不斷發展以及新型材料的不斷涌現,給鋁管汽車輕量化帶來了更廣闊的發展空間。

 本文主要針對新型鋁管材料進行了全面細致的研究。目前鋁管應用的主要障礙之一是其復雜的塑性變形機理和破壞準則。鋁管較差的柔韌性使其極易在碰撞中斷裂,成為汽車安全的重大挑戰。非線性大變形有限元的模擬計算可能幫助設計者在汽車設計階段準確預測鋁管結構的變形和斷裂,從而降低開發成本。其中的合金管關鍵技術就鋁管材料的塑性和斷裂模型。從整體上來看,試件的延性、初始抗彎剛度和使用抗彎剛度隨著鋁管強度的提高而影響較小,

幾何參數對試件的極限承載力有很大的影響。隨后考慮到無縫鋁管與鋼材都屬于一種輕質高強的金屬材料,于是可以參照國內外鋼管鋁管抗彎剛度的計算方法來計算鋁合金管鋁管構件的抗彎剛度,其中包括日本AIJ1997英國BS54002005歐洲Eurocode42004美國AISC2005和中國福建DBJ13-512005規范。比較結果可以看出,對于鋁合金圓管鋁管試件初始抗彎剛度和使用階段抗彎剛度,計算結果與試驗結果最為接近的為BS54002005規范;對于鋁合金鋁管試件初始抗彎剛度和使用階段抗彎剛度,計算結果與試驗結果最為接近的分別為AIJ1997和Eurocode42004規范。然后,通過理論分析和推導給出了鋁合金管鋁管受彎構件抗彎承載力的初始計算表達式,關于鋁合金管鋁管構件受彎承載力理論推導公式的基礎上,通過二元線性回歸的方法得到調整系數,得到鋁合金管鋁管構件的受彎承載力計算公式。經過回歸校核,本章得到鋁合金圓管鋁管構件受彎承載力計算公式具有一定的精度,可以為實際工程提供一定的參考。最后,本文總結了研究的整個過程中的不足,并提出了今后該領域的研究方向。