汽车碰撞中锥形晶胞薄壁金属管吸能特性的仿真研究_图文

1、 邹猛，等： 汽车碰撞中锥形晶胞薄壁金属管吸能特性的仿真研究 50 50 30 30 331 40 40 F / kN F / kN 管 管 管 管 四晶胞管 四晶胞管 SEA / (kJ·kg-1 管 管 管 管 四晶胞管 四晶胞管 30 30 20 20 10 10 SEA / (kJ·kg-1 20 20 10 10 0 0 10 10 20 20 / (° / (° 30 30 0 0 0 0 10 10 20 20 / (° / (° (b 比吸能变化 30 30 (a 初始峰值载荷变化 图 9 角度对能量吸收特性的影响 e

2、lement simulation of the axial collapse of metallic thinwalled tubes with octagonal cross section J. Thin-Wall Struct, 2003, 41(10: 891-900. 宋宏伟 , 万志敏 , 杜星文 . 复合圆柱管撞击吸能特性实验 研究 J. 实验力学，2000, 15(4 ： 408-415. SONG Hongwei, WAN Zhimin, DU Xingwen. Experimental study on the impact energy absorption behav

3、ior of compound tubes J. J Experi Mech, 2000, 15(4: 408-415. (in Chinese Rossi A, Fawaz Z, Behdinan K. Numerical simulation of the axial collapse of thin-walled polygonal section tubes J. Thin Wall Struct, 2005, 43(10:1646-1648. 罗昌杰，刘荣强，邓宗全 . 薄壁金属管塑性变形缓冲器吸 29(4 ： 能特性的试验研究 J. 振动与冲击，2010， 101-106. LUO

4、 Changjie, LIU Rongqiang, DENG Zongquan. Experimental investigations of an energy absorber based on thin-walled metal tubes plastic deformation J. J Vibrat Ion and Shock, 2010, 29(4: 101-106. (in Chinese 赵桂范 , 王伟东 . 复合管撞击吸能特性的数值研究 J. 37(2 ： 哈尔滨工业大学学报，2005， 177-179. ZHAO Guifan, WANG Weidong. Numeric

5、al study on the impact absorption behavior of compound tubes J. J Harbin Inst of Techn, 2005, 37(2: 177-179. (in Chinese 王大志 . 基于乘员保护的汽车正面碰撞结构设计与变形 控制研究 D. 北京： 清华大学 , 2006. Wang Dazhi. Study of deformation control in vehicle structural design for occupant protection in frontal impact D. Beijing: Tsi

6、nghua University, 2006. (in Chinese Zhang X, Cheng G. A comparative study of energy absorption characteristics of foam-filled and multi-cell square columns J. Intl J Impact, 2007, 34(11: 1739-1752. Nia A A, Badnava H, Nejad Kh F. An experimental investigation on crack effect on the mechanical behavi

7、or and energy absorption of thin-walled tubes J. Mate and Design, 2011, 32: 3594-3607. Guillow S R, Lu G, Grzebieta R H, Quasi-static axial compression of thin-walled circular aluminum tubes J. Intl J Mech Sci, 2001, 43(9: 2103-2123. 3 结论 本文对锥形晶胞薄壁金属管的轴向碰撞进行了仿 真分析。不同锥度的单晶胞、二晶胞和四晶胞的锥管 的初始峰值载荷分别比单晶胞圆管

8、、二晶胞圆管和四 晶胞圆管的初始峰值载荷减小； 锥度大于 0.2 的单晶胞、 二晶胞和四晶胞的锥管的比吸能均大于单晶胞圆管、二 晶胞圆管和四晶胞圆管，带有锥度的锥管可以有效调 高薄壁管的吸能特性；锥度为 0.3 的锥管在斜碰过程 中， 随着斜碰偏角的减小， 在加载速度方向的分力增加， 使得初始峰值载荷升高，比吸能增大。 研究表明，改变金属薄壁管的内部晶胞数目与锥 度可以改变并提高薄壁管的轴向和偏斜方向碰撞时的 吸能特性。 9 8 7 参考文献 （References） 1 杜星文 , 宋宏伟 . 圆柱壳冲击动力学及耐撞性设计 M. 北京：科学出版社，2004. DU Xingwen, SONG

9、 Hongwei. Cylindrical shell shock dynamics and crashworthiness design M. Beijing: Science Press, 2004. (in Chinese 2 Wierzbicki T, Abramowicz W. On the crushing mechanics of thin-walled structures J. J Appl Mechanics, 1983, 50(44: 727-739. 3 Nia A A, Hamedani J H. Comparative analysis of energy abso

10、rption and deformations of thin walled tubes with various section geometries J. Thin-Wall Struct, 2010, 48: 946-954. 4 Guillow S R, Lu G, Grzebieta R H. Quasi static axial compression of thin-walled circular aluminum tubes J. Intl J Mechanical Sciences, 2001, 43: 2103-2123. 5 Zhang X W, Su H, Yu T X. Energy absorption of an axiall