一种新型吸能装置的轴向耐撞击性能分析

摘要

基于传统吸能元件薄壁圆管的结构形态及其功能型要求,给出了一种端部带翻转模的新型吸能装置.在薄壁圆管直径和长度给定的前提下,通过改变翻转模诱导半径和管壁厚度,诱发了圆管在轴向冲击荷载下的四种变形模式,并对其中翻转变形模式进行了深入分析,考察了应变率、惯性效应和几何参数对其耐撞击性能的影响规律.有限元计算结果表明,发生翻转变形模式的薄壁圆管荷载-位移历程较平稳,总效率较高,具有较优异的轴向耐撞击性能;材料的应变率效应、翻转模半径与管壁厚度之比(r/t)、管壁厚度与圆管直径之比(t/D)对撞击荷载有较大的影响,而圆管自身的惯性效应对撞击荷载的影响较小.数值模拟结果为耐撞击结构部件的设计提供了参考依据.