一种多层嵌套薄壁管的吸能特性仿真分析

摘要

为了提高薄壁金属管的耐撞性能,提出一种多层嵌套方形薄壁管结构。应用非线性显式有限元法对多层嵌套薄壁管的吸能特性进行了仿真分析,并与普通方管和对称四胞管进行了对比,分析结果表明:在轴向碰撞过程中,多层嵌套薄壁管的变形模式为稳定的渐进层叠变形,其比吸能为25.72 k J/kg,较普通方管和对称四胞管分别提高了64%和31%;通过减小内嵌壁的壁厚可以达到结构轻量化设计目标;通过缩短内嵌壁和约束筋的高度可以有效地降低碰撞初始峰值载荷。将多层嵌套结构应用到薄壁管结构设计中可以有效地提高薄壁管的耐碰撞性能,为车辆吸能元件研究和工程应用提供了参考。