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正弦波纹圆筒的面外压缩行为
来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2023-08-02 | 76 次浏览:100 | 分享到:

研究背景:为了有效的提高车辆在碰撞过程中对驾驶人员和乘客的保护,本文提出一种正弦波纹双圆筒的薄壁结构,以提高薄壁结构在轴向压缩载荷下能量吸收能力。通过实验测试和数值模拟详细研究了夹芯双筒的面外压缩行为。

力学模型:正弦波纹结构的极坐标公式为:C=R+A*sin(N*θ)。其中,C=22.5mm,R为波纹芯柱的曲率半径,A和N分别为正弦函数的幅值和波峰个数。

红外成像仪试件制备与准静态实验:试件通过电火花线切割制备,高度=45mm,长径比为1,内径为15mm,为方便记录将R=15mm,N=8的试件记为R15N8。根据公式中的R和N共拓扑出25种夹芯截面,通过压缩试验机进行试验,结果表明R15N8的实验与模拟吻合较好。结果与分析,在R固定的情况下,随着N的增大,结构的能量吸收时增加的。这是由于随着R的增大,夹芯圆柱的变形模式发生改变,由混合模式向而且R的增加使内夹芯结构在整体结构占据的面积逐渐减小,内支撑圆管的直径逐渐在增大。在轴向压缩过程中,支承刚度上升,使能量吸收增加,而且比吸能和压缩力效率也是增加的。结论:在夹芯结构的各种变形模式中,轴对称变形更有利于能量的吸收。而且R和N的选取可以有效控制夹芯结构的变形模式,对结构的能量吸收有重要的影响。随着R的增加,红外成像仪内薄壁圆管能够有效的提高结构的支持刚度,从而提高结构的能量吸收。