沖擊強度
關(guān)注創(chuàng)建者：技術(shù)鄰公告 創(chuàng)建時間：2019-07-11
沖擊強度的視頻教程
縫合泡沫夾芯復合材料低速沖擊及沖擊后壓縮彎曲強度
縫合泡沫夾芯復合材料低速沖擊及沖擊后壓縮彎曲強度在ABAQUS中的實現(xiàn)過程，重點包含夾芯材料、縫線制作、低速沖擊、沖擊后強度等等
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LS-DYNA在家電行業(yè)的應用介紹
3.除了運輸裝卸，家電產(chǎn)品在使用中也常受到沖擊載荷的考驗，這些高強度沖擊都可以通過LS-DYNA軟件來模擬。 4.LS-DYNA具備隱式求解功能，R5.1版本后添加了*FREQUENCY_ DOMAI系列關(guān)鍵字，可方便進行頻域響應分析。
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Abaqus Cohesive單元的vumat子程序開發(fā)&復合材料沖擊仿真模擬教程
基于損傷分形維數(shù)的樹脂基復合材料沖擊后壓縮強度預測方法[J]. 復合材料科學與工程, 2023, (03): 11-17+26. [19] 葉梯, 曾昭煒, 馬銘澤. 褶皺對碳纖維復合材料層合板壓縮性能的影響[J]. 宇航材料工藝, 2022, 52 (05): 48-53. [20] Mingze Ma, Ya Ding, Hanyu Lin. et al.
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沖擊強度的實例教程
1、背景研究
根據(jù)項目要求對阻燃產(chǎn)品某PP材料沖擊強度穩(wěn)定性測試進行分析，并固化注塑工藝。在注塑過程中，由于在同一個注塑機臺有不同類別種類的產(chǎn)品進行制樣，注塑工藝切換頻繁，所以需要通過正交試驗對注塑工藝進行分析，探究注塑工藝參數(shù)對該產(chǎn)品沖擊強度測試結(jié)果的影響。
2、分析過程
主要考察五個注塑工藝參數(shù)，分別是注塑溫度（A）、注射壓力（B）、保壓壓力（C）、保壓流量（D）和保壓時間（E），采用正交試驗法，每個因素取四個水平，根據(jù)正交表L16（45）進行正交實驗設(shè)計，見表1。
表1 正交試驗因素水平表
各試驗因素對沖擊強度影響程度：注塑溫度＞保壓時間＞射膠壓力＞保壓壓力＞保壓流量，各試驗因素對應的各水平對沖擊強度影響趨勢見圖1。圖1可知，沖擊強度受注塑溫度（A）影響最大，其均值極差偏差為7.12%，單值極差偏差為20.78%，在注塑溫度為210°C時沖擊強度最優(yōu)，但注塑溫度為230°C時沖擊強度出現(xiàn)顯著下降，即高溫下阻燃劑的不穩(wěn)定性對沖擊強度產(chǎn)生較大的影響。其次為保壓時間，保壓時間越長，其沖擊強度越大。
展開 本文中針對某中級轎車后排座椅正撞時的負載安全性，根據(jù)ECER17法規(guī)和該車生產(chǎn)企業(yè)關(guān)于座椅沖擊強度的要求，采用多剛體動力學法和瞬態(tài)大變形有限元法混合建模和耦合計算，實現(xiàn)了在帶假人的情況下該座椅正撞時負載安全性的CAE分析，并對改進方案實施后的性能進行預測。
1 后排座椅正撞負載法規(guī)試驗
ECER17中關(guān)于汽車后排座椅沖擊強度的認證規(guī)定采用臺車試驗臺進行正撞工況下的座椅沖擊試驗。試驗樣塊尺寸(mm)為300×300×300，棱邊倒角為20mm，質(zhì)量為18kg。試驗樣塊的安放位置如圖1所示，放置于行李艙的地板上，縱向與靠背有200mm的水平距離;兩試驗樣塊之間有50mm的橫向距離。
圖1 實驗樣塊質(zhì)量及其布置圖
試驗過程中及試驗后，如果座椅和靠背鎖仍保持原來位置，則認為滿足要求。在試驗期間，允許座椅靠背及其緊固件變形，但試驗靠背和頭枕部分的前輪廓不能向前方超出一定的位置:頭枕(座椅靠背)不得超過座椅R點前方距R點150mm(100mm)的橫向垂直平面。
2 后排座椅安全性的CAE分析
2.1 后排座椅靠背結(jié)構(gòu)
本文中研究的座椅靠背采用分體式結(jié)構(gòu)，如圖2所示。由40%和60%靠背兩部分組成。進行座椅沖擊強度試驗時，靠背骨架以實際機構(gòu)的連接方式固定在白車身上，白車身固定在臺車上。座椅靠背兩側(cè)的鎖支架連接靠背鎖，車身鎖鉤與靠背鎖處于鎖止狀態(tài)，以固定靠背上部，靠背下部的邊支架和中支架分別通過螺栓固定在車身上，與車身形成鉸鏈連接。中間位置的安全帶與座椅集成一體，肩帶的上固定點在60%靠背上，左右位置的安全帶固定點均在車身上。座椅沖擊強度試驗主要是考察座椅結(jié)構(gòu)件和連接件的強度和剛度。
圖2后排座椅結(jié)構(gòu)圖
碰撞試驗成本昂貴而且難以得到內(nèi)部關(guān)鍵部件的變形情況，給汽車座椅的設(shè)計帶來許多不便。
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02
簡支梁缺口沖擊強度比對
簡支梁沖擊強度是塑料力學性能的重要指標之一，是工程塑料機械強度設(shè)計的依據(jù)，能夠反映材料在高速載荷下的韌性或抗斷裂能力。簡支梁沖擊試驗是用標準方法規(guī)定的試驗機對硬質(zhì)塑料試樣施加一次沖擊彎曲載荷并使之破壞，用試樣破壞時單位面積所吸收的能量來表征其沖擊韌度。簡支梁沖擊試驗簡單易行，是塑料檢驗中常用的測試方法，其測試結(jié)果的準確性直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性能。
為幫助實驗室發(fā)現(xiàn)日常檢驗工作存在的問題，提高實驗室的測試水平，按照GB/T 1043.1-2008《塑料 簡支梁沖擊性能的測定第1部分：非儀器化沖擊試驗》對全國范圍內(nèi)42家實驗室進行了塑料簡支梁沖擊強度實驗室比對，這些實驗室分布于8個省（自治區(qū)）、直轄市，涉及企業(yè)實驗室、第三方檢測實驗室等。
表1 實驗室地域分布情況
03
實驗室比對方案
試驗材料選擇耐沖擊性聚苯乙烯，按GB/T1043.1-2008制備成尺寸為80mm×10mm×4mm的簡支梁缺口沖擊試樣。試樣類型為1型，缺口為A型單缺口。從試樣中隨機抽取10組，每組含12根試樣（其中2根用于試機，10根用于正式試驗），在標準環(huán)境即(23±2)℃,相對濕度(50±5)%下熟化45d后，再進行均勻性檢驗以及能力驗證。
按照GB/T 1043.1-2008，在同一臺設(shè)備、由同一位檢驗人員、采用同一種操作方法對試樣進行均勻性檢驗，試驗之前試樣需在(23±2)℃，相對濕度(50±5)%環(huán)境下調(diào)節(jié)48h。然后依據(jù)CNAS-GL 003:2018《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》中Ss≤0.3σ(Ss為標準偏差，σ為能力評價標準偏差目標值）的準則進行均勻性評價。
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應用ＭＳＣ／ＰＡＴＲＡＮ有限元前后處理軟件和ＭＳＣ．ＤＹＴＲＡＮ瞬態(tài)非線性有限元分析軟件， 在沖擊載荷情況下對繼電器及電子組件外殼進行有限元建模與強度分析，了解該結(jié)構(gòu)件動態(tài)響應 過程，研究其應力分布，驗證及優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計
MSC／PATRAN、DYTRAN軟件在機電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件抗沖擊強度仿真分析中的應用.pdf
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沖擊強度的最新內(nèi)容
表2：樣品A與樣品B的機械力學性能與能量吸收特征對比
樣品
彎曲模量 (MPa)
斷裂伸長率 (%)
斷裂強度 (MPa)
破壞韌性 (MJ/m3)
缺口沖擊強度 (KJ/m2) (-30℃ 低溫環(huán)境)
▲ 圖4：樣品A與B的機械性能。
跌落面選擇：還原真實地面，模擬多元場景
不同地面材質(zhì)的硬度、彈性差異大，直接影響沖擊強度，電子行業(yè)常用 4 類標準跌落面：
水泥板 / 花崗巖板：硬度最高、沖擊最強，模擬戶外地面、樓道，考核產(chǎn)品極限抗摔性，為手機、平板必測面。
鋼板：剛性強、沖擊力均勻，用于標準化對比測試，評估內(nèi)部元器件抗沖擊穩(wěn)定性。
例如：
?PPS（聚苯硫醚）?：具有優(yōu)異的剛性和抗蠕變性，彎曲強度高于PA、PC等材料，但純PPS脆性較大，通過玻璃纖維增強后可提升沖擊強度和模量。?
?聚烯烴?：溫度影響顯著，低溫下彎曲強度和模量更高；通過共聚或添加彈性體（如POE）可平衡剛韌性。
?
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沖擊/碰撞模擬試驗臺：模擬碰撞工況，測試座椅關(guān)鍵部位沖擊強度，保障駕乘安全。
H點人體模型/假人加載系統(tǒng)：按人體工程學施加載荷，確保測試貼合實際，符合法規(guī)要求。
（五）數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)：測試過程的精準監(jiān)控與分析設(shè)備
負責數(shù)據(jù)采集、自動化控制與分析，保障測試數(shù)據(jù)精準可追溯，支撐品質(zhì)優(yōu)化。
多通道數(shù)據(jù)采集儀：采集各類測試參數(shù)，生成曲線與報表，分析座椅疲勞規(guī)律。
在航空航天、新能源汽車、風電等高端制造領(lǐng)域，纖維增強聚合物基復合材料憑借高比強度、高比模量、輕量化等優(yōu)異特性，成為推動產(chǎn)業(yè)升級的核心材料。但這類材料存在一個關(guān)鍵短板——對沖擊損傷異常敏感：微小的面外沖擊（如冰雹撞擊、工具墜落、碎石撞擊），就可能在材料內(nèi)部造成分層、基體裂紋等難以目視察覺的損傷，進而大幅降低其承載能力，嚴重威脅結(jié)構(gòu)安全。
在此背景下，“沖擊后壓縮”（Compression
一方面，不同尺寸、不同形狀的樣品在受力、受熱、燃燒等檢測場景下，應力分布、熱量傳導、破壞形式存在顯著差異，例如同樣的塑料材料，厚樣品的沖擊強度可能低于薄樣品，不規(guī)則樣品的拉伸斷裂點難以精準捕捉，無法真實反映材料本身的性能水平。
如國家標準要求的汽車安全帶固定點及 ISOFIX 固定點系統(tǒng)及上拉帶固定點強度，C-IASA 或 C-NCAP 要求的沖擊強度，以及座椅骨架的靜態(tài)剛強度等。這些工況包括靜態(tài)負載、動態(tài)沖擊、振動等方面。
其中靜態(tài)負載工況主要考察座椅需要承受乘客的靜態(tài)重量，并保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。通過仿真分析，可以評估座椅在靜態(tài)負載下的應力分布和變形情況，確保結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。
