冲击荷载下管壁开孔对方形钢管动态承载力的影响

摘要

建立管壁开孔方形钢管的数值模型,模拟其在低速冲压和高速冲压下的变形模式和应力变化,以此分析管壁开孔及冲压速度对方形钢管冲击动力学性能的影响.分析结果显示:钢管在冲压变形的早期阶段,初始变形聚集区随着管壁开孔率增大而趋于均匀;钢管冲压变形的后期,其变形模式与冲压速度有关,即低速冲压时钢管呈侧向弯扭变形,高速冲压时钢管呈波浪式折叠挤压变形;钢管的p-效应在低速冲压下较为明显.在应力变化方面,低速冲压下,管壁开孔可以提升小变形钢管的冲压承载力,而大变形钢管的冲压承载力随开孔率增加而降低;高速冲压下,管壁开孔可明显提升钢管的冲压承载力,且方形钢管存在明显的应变率效应.