碳纤维增强复合材料(CFRP)因其优异的力学性能和超轻的重量被认为是一种未来理想的汽车轻量化材料,预计2030年碳纤维材料的使用量将达到汽车总量的5%。为了研究其在车身承载结构的应用,实现该材料和结构的合理设计。本文就选取B柱下接头作为研究对象,对三种不同材料混合搭配的接头进行实验设计和仿真分析。三种材料混合结构分别为热固性碳纤维接头(上板碳纤维壳,下板碳纤维底板);碳铝接头(上板碳纤维壳,下板铝板);泡沫填充碳铝接头(碳铝接头中间空心部分聚氨酯泡沫填充)。三种接头分别进行准静态弯曲试验以及低速动态冲击试验,研究其结构的力学性能和失效机理。论文主要内容包括以下部分:首先按照美国材料实验协会制定的标准试验方法,分别制作拉伸、压缩和剪切件三种不同材料的标准件分别进行试验得到各材料的基本力学性能参数,为后期仿真分析提供相应的材料参数。设计和制备了三种材料的简化B柱下接头,进行静态结构力学弯曲试验,测试接头的受压点“力-位移”曲线,获得接头刚度、强度等力学性能参数用以评价三种接头结构的承载性能。对三种材料接头的准静态弯曲工况仿真分析,验证试验失效形式准确,并评价三种接头结构的性能优劣。对三种材料B柱下接头结构进行了低速冲击试验,通过高速应变仪对实验应变进行测量,得到三种接头的力-位移曲线,应力应变曲线,描述三种接头的试验全过程,对比三种接头动态承载性能;通过相应工况的动态仿真分析验证试验结果的准确性,采用仿真分析得到的峰值力、侵入量、比吸能对三种接头结构性能进行对比评价。论文最后汇总全文研究结果,对比总结三种材料接头结构的性能优劣,得到碳纤维混合材料接头结构可兼顾结构刚度、吸能性及成本的应用可行性的结论,并对本文的不足进行分析得到展望。该研究内容将有益于碳纤维材料在车身关键结构中的进一步工程应用。