帽型截面梁轴向动力加载下的力学响应

摘要

帽型梁结构是汽车前纵梁的主要部件，其轴向冲击载荷作用下的变形模式和吸能特性是汽车被动安全设计的主要参考指标。研究帽型梁轴向动力加载下的力学响应具有重要的工程应用价值。 文中以帽型梁为研究对象，采用落锤冲击试验与数值模拟相结合的方法研究了轴向冲击载荷作用下帽型梁的变形模式与吸能特性。制备两种不同材料带有倒角的帽型梁试件并进行落锤轴向冲击试验研究，采用DIC测试系统对实验进行了全场位移测量。采用数值模拟研究了轴向冲击载荷下质量相同但截面几何参数不同的帽型梁的变形模式和能量吸收情况；进一步利用数值模拟对恒定速度轴向加载下带有倒角的帽型梁的力学响应进行了研究讨论。 研究表明： （1）DP980双相钢作为帽型梁的制备材料相比DP780双相钢，从变形模式和吸能特性两方面考虑均具有优势。 （2）帽型梁中倒角的存在使结构变形模式从非紧凑型向紧凑型转变，提高了缓冲效果，降低了峰值载荷；文中所研究弯折角度对变形模式影响较小，非直角弯折梁较直角弯折梁吸能效果好。 （3）帽型梁在恒定速度轴向加载下，加载速度的大小会影响帽型梁的变形模式和能量吸收情况，但能量吸收并不是随加载速度的增大而持续增加，吸能特性与其变形模式相关联。

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