铝/碳纤维增强复合材料混杂管径向冲击能量吸收特性综合评估

摘要整理

本研究旨在探究碳纤维增强塑料/铝（Al-CFRP）混杂管在径向冲击下的能量吸收特性和损伤机制。通过落锤冲击实验分析混杂管的损伤模式，并通过对比实验与有限元数值模拟结果验证了有限元模型的准确性。基于建立的模型，分析了混杂管在冲击载荷下的损伤机制，以及纤维铺层角、铝管壁厚和外层CFRP层数增加对抗冲击性能的影响规律。采用复杂比例评估法（COPRAS）建立了混杂管的综合性能评估模型，并利用遗传算法（GA）结合反向传播（BP）神经网络预测对混杂管进行优化设计，确定其在径向冲击载荷下的最优性能。研究结果表明：随着纤维铺层角、铝管壁厚和外层CFRP层数的增加，Al-CFRP混杂管在径向冲击下的整体刚度和抗变形能力均得到改善。通过参数化分析和数值模拟结果，建立了基于COPRAS方法的混杂管综合性能评估模型。采用GA与BP神经网络预测相结合的方法，获得了径向冲击条件下综合性能最优的混杂管结构形式，为混杂管的工程应用提供了理论指导。

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