吸能特性

摘要： 随着车船运输量与日俱增,由此引发的车船撞击结构物的事故频发,造成严重的生命财产损失与结构破坏,亟需为桥梁等结构物设置防护吸能装置。该文提出了一种新型波纹腹板增强泡沫夹芯复合材料吸能结构。该复合结构以聚氨酯泡沫为芯材,玻璃纤维增强复合材料(Glass fiber reinforced polymer,简称GFRP)为面板,在波纹型泡沫的间隙铺设双轴向玻璃纤维布,利用真空导入工艺成型。通过波纹腹板增强泡沫夹芯复合材料结构的准静态压缩试验,研究了波纹腹板与面板壁厚以及波长对夹芯结构破坏模式、承载能力以及吸能特性的影响。试验结果表明:腹板壁厚较大、波长较短的试件吸能效果最优。此外,对试验工况进行了有限元数值模拟,分析了腹板壁厚与泡沫密度因素对试件承载力的影响,为其在防撞领域的应用提供一定依据。

摘要： 由纤维增强复合材料制作而成的多胞结构具有优异的吸能特性,在耗能缓冲领域具有广阔的应用前景。为简化制作工艺,提出将碳纤维增强环氧树脂复合材料圆形管采用环氧树脂胶粘结在一起形成碳纤维增强环氧树脂复合材料圆管多胞结构。通过对多胞结构进行准静态压缩试验,分析其压缩破坏模式和耗能特性。研究结果表明:该多胞结构呈现出渐进压缩破坏,当碳纤维管壁厚大于0.5 mm时会出现胶结面开裂;由于相邻碳纤维管阻碍了纤维束的扩展,导致压缩载荷增大,使多胞结构的实际平均载荷高于理论平均载荷,同时引起实际耗能量高于理论耗能量;与单根碳纤维管相比,多胞结构的比吸能更高,试件的最大比吸能达到82 J/g,比吸能增长比最高达到37.9%。

摘要： 针对在单向力作用下梯形钢阻尼器的变形情况,建立整体结构的水平力-位移表达公式,通过ABAQUS软件进行仿真,得到支座荷载-位移的滞回曲线,分析不同影响因素对支座滞回曲线的影响规律。通过地震荷载响应分析,得到地震荷载下的荷载-位移曲线,同时分析了单向与双向加载下的吸能特性。结果表明:新型支座具有良好耗能特性,可以有效地减少地震波造成的破坏。

摘要： 为了兼顾汽车结构轻量化和安全性的使用要求,同时提高汽车耐撞性结构的综合吸能效率。基于硬质聚氨酯泡沫优异减振性能,以及铝蜂窝结构良好的力学性能及吸能特性,将聚氨酯泡沫与铝蜂窝结构相结合制备了聚氨酯—蜂窝复合吸能结构,分析了泡沫密度、铝板结构参数变化对其耐撞吸能特性的影响。结果表明,采用轻型聚氨酯泡沫作为铝蜂窝芯填料,显著增强了铝蜂窝结构的承载和能量吸收能力,总吸能最大值提高了97.33%,比吸能最大值达到14.920。

摘要： 为研究缠绕式圆筒蜂窝的结构参数对吸能特性影响,首先建立有限元仿真模型。然后利用控制变量法,系统地研究蜂窝结构参数对蜂窝吸能特性的影响。最后进行实验,并与仿真结果做对比。结果表明:随着波纹片边长减小、波纹片厚度和平片厚度增加,可以提高蜂窝平均应力和体积比吸能;减小波纹片边长、增加波纹片厚度可提高质量比吸能,而平片厚度的增加会使该指标降低;仿真模型准确,其结果和实验结果在蜂窝变形和吸能特性上吻合较好。对影响圆筒蜂窝强度的三个参数做了较详细的研究,为轨道交通被动安全防护的吸能元件提供了新的思路和理论支持。

摘要： 采用LS-DYNA软件对锥倾角0°~40°、壁厚1~2.5 mm的A6061圆锥管进行轴向压缩仿真,研究锥倾角和壁厚对圆锥管吸能特性和变形规律的影响;基于Mamalis圆锥管瞬时载荷压溃模型,提出大范围锥倾角(15°~40°)瞬时载荷修正公式。研究结果表明:变形模式的临界角为15°,当锥倾角小于等于15°时,变形模式为堆叠模式,当锥倾角大于15°时,变形模式转变为嵌套模式;平均载荷与比吸能均随着锥倾角的增大缓慢减小,而初始峰值载荷则大幅度减小;随着壁厚增大,压溃模式由钻石模式转变为环形对称模式,平均载荷、初始峰值载荷和比吸能均增大。基于仿真结果,采用皮尔逊相关系数分析法修正了Mamalis瞬时载荷公式,修正值与仿真值的最大误差小于10%,通过试验验证了修正公式的准确性。修正公式为揭示大范围锥倾角薄壁管压溃机理提供了理论依据。

摘要： 针对锥形吸能盒结构建立有限元模型并对其轴向压溃过程进行有限元模拟。通过比较四种不同截面锥形薄壁管在轴向冲击下的总吸能与平均压跨载荷、最大压垮载荷、比吸能、载荷效率,评价不同截面的吸能效果。结果表明,锥形管在轴向载荷作用下,其变形模式更为稳定。随着截面棱边数量的增加,锥形管的初始峰值载荷、平均压跨载荷和比吸能都不断增加,其中圆形截面最为均衡。

摘要： 为了研究爆炸荷载作用下波纹管吸能芯层钢筋混凝土板的抗爆能力和吸能机理,利用有限元软件LS-DYNA对比分析了吸能芯层为波纹管的钢筋混凝土板、吸能芯层为与波纹管同直径和同质量直筒管的钢筋混凝土板以及同质量实心板这4块板的损伤变形和吸能特性。结果表明:在相同的爆炸荷载作用下,波纹管吸能芯层板背板的损伤变形均小于实心板和直筒管芯层板;波纹管吸能芯层板主要靠前面板的塑性变形和波纹管的压缩变形吸能,吸能能力优于实心板和直筒管芯层板;波纹管吸能芯层板能有效保护背板。

摘要： 采用Maxon Cinema 4D R21建立三维模型,利用3D打印技术打印出桁架球填充交织网管复合结构。对3D打印的不锈钢桁架球、铝合金薄壁管以及桁架球填充交织网管复合结构进行单向轴向压缩试验,得出试验曲线,计算它们的吸能指标,研究桁架球填充交织网管复合结构和其他两者的吸能特性有何不同。结果表明,复合结构可直接影响结构冲击变形程度和吸能能力,三种结构中,复合结构所能承受的载荷最高,桁架球所能承受的载荷最弱。经过试验研究,薄壁管的缓冲吸能特性介于铝合金薄壁管和桁架球之间。

摘要： 南海岛礁建设桩基工程面临钙质砂地层问题,利用改进的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置研究钙质砂在反复冲击荷载作用下的动力特性。共进行28次反复一维冲击试验,得到钙质砂和石英砂的应力-应变、一维压缩特性以及吸能效率曲线,以探讨反复一维冲击荷载作用下冲击次数、含水率和相对密实度等因素对两种砂样动态力学响应的影响。结果表明:钙质砂由于颗粒形状和矿物组成的不同,其动态表观模量(动刚度)在首次冲击以及反复冲击多次后都约为石英砂的10%;随着反复冲击的进行,两种砂样不断密实,表现为刚度增大、可压缩性减弱;首次冲击下钙质砂和石英砂的屈服应力分别约为3.20 MPa和9.33 MPa,此后颗粒开始大量破碎,压缩指数分别约为0.87和0.41,反复冲击后两种砂样的屈服应力分别增加到6.14 MPa和12.54 MPa;钙质砂的吸能效率高于石英砂,不同含水率和不同相对密实度钙质砂样吸能效率在多次冲击后趋于接近。

摘要： 本文研究了玻璃微珠和橡胶粉末夹杂到聚丙烯基体后材料吸能特性的改善.由扫描电子显微镜(SEM)观察材料内部在压缩变形前后的微观形貌,分析了吸能的微观机制.并通过有限元模拟了夹杂颗粒与基体相互作用下的应力分布和屈服过程.基于压缩试验结果和理想吸能效率宏观评测了复合材料的吸能特性.

摘要： 通过落锤试验,研究了泡沫铝填充铝管在轴向动态冲击条件下的特征曲线、变形模式及吸能特性.明确了泡沫铝填充铝管的变形过程,探讨了填充泡沫铝密度对泡沫铝填充铝管变形模式的影响.结果显示,泡沫铝填充铝管在动态冲击下的特征曲线分为两个阶段:线弹性阶段及平台阶段;随着填充泡沫铝密度的增加,峰值载荷Pcr及平均载荷均呈增大趋势;与铝管复合后的泡沫铝质量比吸能与复合前相比提高了31％～45％,体积比吸能提高90％～104％,吸能效果显著提高.

摘要： 弹体侵彻混凝土过程中加速度信号复杂,传感器测的过载信号含有大量的高频成分,需要选择合适的缓冲材料以减弱和隔离侵彻过程中的高频载荷冲中击.以泡沫材料聚氨酯作为引信测试装置的灌封材料,采用静态力学实验结合数值模拟的方法,初步探索冲击环境中的聚氨酯材料的应变率分布范围.在初步探索的应变率分布范围内,用动态霍普金森杆实验结合数值模拟的方法证实冲击环境中的聚氨酯材料的应变率分布范围,提出不同灌封比例的聚氨酯材料的减振吸能特性.采用实际打靶实验验证了仿真结果的有效性.

摘要： 本文采用数值仿真的方法研究了扇形可展开吸能结构的单个胞体在轴向准静态压溃下的吸能特性.可展开吸能装置安装在飞机的机腹位置，发生突发情况时装置在制动器的带动下同时向两侧展开，由于扇形展开需要在单胞单元上添加铰链,因此本文建立了有限元模型,铰链参数包括铰链材料属性如杨氏模量和屈服强度对单胞吸能特性的影响,以及展开程度与单胞结构的吸能特性的关系.进行试验验证了直管型带铰链单胞的压溃模式,并与仿真结果进行了比较.本文的研究结果可以为扇形可展开多胞能量吸收装置在飞行器上应用提供设计参考.

摘要： 以公路护栏吸能特性为背景,对超韧性水泥基复合材料制成的圆管试件进行抗压吸能试验,研究不同配合比下各试件的抗压强度和荷载与变形能力的关系,研究纤维掺量对试件抗压强度的影响以及变形破坏和吸能特性,选出最适合的纤维掺量与配合比.试验结果表明:合理的配合比和纤维掺量使超韧性水泥基复合材料制成的圆管具有较高的抗压强度和良好的吸能能力.

摘要： 为了对比相同强度级别的淬火延性钢QP980与双相钢DP980在轴向压溃试验下的吸能特性,以及验证修正的Johnson-Cook模型对QP980与DP980动态力学性能描述的准确性,本文对QP980与DP980两种不同材料制作的帽形梁零件在轴向冲击下的压溃变形模式与吸能特性进行试验研究.通过对比分析不同材料的变形模式、吸能特性及力学响应特性发现,相同强度级别的QP980与DP980两种板料实际的碰撞性能相当.并采用前处理软件HyperWorks和LS-Dyna求解器对帽形梁轴向压溃试验进行有限元分析.将实际试验结果与仿真结果进行对比分析发现,有限元模拟结果与试验结果吻合较好,试验与仿真对比表明,使用修正的Johnson-Cook模型能较好地描述QP钢与DP钢在不同应变速率下的动态力学性能,可以应用于整车碰撞仿真中.

摘要： 点阵材料是一种新型有序孔多孔材料.与传统的泡沫铝和蜂窝铝相比,Al基点阵材料具有更为突出的质量效率和性能优势,是目前国际上公认的最有前景的超强韧轻质结构材料之一.本文采用计算机辅助设计和3D打印技术,结合石膏型渗流工艺,制备出了小单胞、多层级的Al基三维点阵材料,并对其准静态压缩力学行为、吸能特性及温度依赖性进行了研究.结果表明,点阵铝具有与一般多孔金属相似的应力应变行为,其强度和吸能性随相对密度或基体强度的增加而提高.在-60°C～80°C的温度范围内,其力学性能没有明显的温度依赖性.

摘要： 以轿车前保险杠吸能盒为研究对象,将原有冲压焊接结构优化为内高压成形结构.运用Hypermesh、LS-DYNA碰撞分析软件,对两种结构吸能盒吸能特性进行分析,应用Autoform软件对吸能盒的内高压成形工艺进行分析,并针对产品总成实物进行了落锤试验.结果表明内高压成形结构吸能盒质量比原结构降低,同时其吸能特性较冲焊结构要好.

摘要： 采用闭孔泡沫陶瓷制作试件进行MTS试验和SHPB试验,考察了某型闭孔泡沫陶瓷材料的应变率效应,并分析了应变率和相对密度对其力学性能、吸能特性的影响.试验结果表明,应变率在10-2～104s-1范围内时试验所用闭孔泡沫陶瓷具有明显应变率效应,相同基体材料泡沫陶瓷的应变率效应与相对密度有关;应力-应变曲线表现出明显的弹性段、平台段和致密段三阶段特征,屈服应力与平台应力随相对密度的增加而增大;其他条件相同时泡沫陶瓷的理想吸能效率随密度的增加而提高,吸能效果显著.

摘要： 笔者有幸多次参加了某协会组织的防爆罐专题研讨会,结合目前广泛关注的防爆罐功能升级,对新功能材料在防爆罐的应用进行思考,提出了球形防爆储运罐附加防化功能后对新材料的特殊要求、可行性及应遵循的原则.

摘要： 一种碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法，涉及电磁波反射系数的计算方法，属于无损检测技术领域。碳纳米管是隐身技术中的重要吸波材料,不同体积占比碳纳米管吸波材料吸波性能检测与评价是工程应用研究的热点问题。在以电磁波反射特性为主的吸波性能检测中，反射系数曲线包含吸波材料吸波性能方面的许多信息，例如：‑10dB带宽，反射系数最小值，中心频率。本发明基于吸波材料中电磁波反射特性理论建模，提出利用反射系数表征碳纳米管吸波材料吸波性能的新方法，利用等效电阻—电容网络模型，定量分析碳纳米管吸波材料的介电特性；利用层状介质传播模型，分析电磁波在金属衬底吸波介质中传播时的反射特性，提取特征参数，实现了不同体积占比碳纳米管吸波材料的吸波性能检测。

摘要： 本发明提供了一种双损耗型橡胶吸波材料和具有超宽频吸收特性的橡胶吸波体，属于吸波材料技术领域。本发明利用导电和导磁填料的共掺，调和了橡胶材料的电磁参数，使得橡胶吸波材料具有优异的阻抗匹配特性；将电损耗填料和磁损耗填料分别与橡胶进行混炼，基于填料‑基体界面浸润调控填料选择性分布，提高填料的填充效率，使得相同性能的填料使用量降低，更有利于保持橡胶的力学性能。本发明提供了一种具有超宽频吸收特性的橡胶吸波体，具有周期性谐振单元的超结构，有效拓展了橡胶吸波体的有效吸收带宽、拓展了橡胶吸波体的应用范围。

摘要： 一种碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法，涉及电磁波反射系数的计算方法，属于无损检测技术领域。碳纳米管是隐身技术中的重要吸波材料,不同体积占比碳纳米管吸波材料吸波性能检测与评价是工程应用研究的热点问题。在以电磁波反射特性为主的吸波性能检测中，反射系数曲线包含吸波材料吸波性能方面的许多信息，例如：‑10dB带宽，反射系数最小值，中心频率。本发明基于吸波材料中电磁波反射特性理论建模，提出利用反射系数表征碳纳米管吸波材料吸波性能的新方法，利用等效电阻—电容网络模型，定量分析碳纳米管吸波材料的介电特性；利用层状介质传播模型，分析电磁波在金属衬底吸波介质中传播时的反射特性，提取特征参数，实现了不同体积占比碳纳米管吸波材料的吸波性能检测。

摘要： 本发明公开了一种基于磁流变液特性的半主动可调频动力吸振器及吸振方法，包括芯轴、端盖、缸体、次弹簧、活塞、磁流变液、螺母、托架、主弹簧；下托架套装在芯轴下段，缸体底部和下托架之间的芯轴上套装有下主弹簧；上托架套装在芯轴上段上，上托架和端盖之间的芯轴上套装有上主弹簧；螺母连接在芯轴上段。当磁流变液在施加控制时，活塞通过磁流变液与缸体连接在一起，活塞、线圈、端盖、缸体形成单层质量。本发明通过磁流变液控制通断离合，可以在多层质量动力吸振器与单层质量动力吸振器之间控制，具有环境适应性好、消耗外界能量小、可调频的优势。

摘要： 本发明属于水泵工程技术领域，尤其涉及一种基于虚拟补偿力的双吸离心泵能量特性的高效预测方法，包括以下步骤：引入伪瞬变频率以表征泵内准定常流动的伪瞬态效应；引入吸入变压比和当地变压比以分别描述宏观来流与局部涡流的变压能力；根据域补偿系数确定合适的虚拟补偿因子；计算虚拟补偿力来表征伪瞬态效应诱导的附加动量以用于水泵内压力场的自适应调节；利用所述虚拟补偿力对雷诺方程进行修正后开展定常计算。本发明通过引入虚拟补偿力来反映准定常流动中伪瞬态效应的附加作用，实现了双吸离心泵内压力场的自适应调整，避免了常规定常计算预测精度低甚至出现最优工况误判的问题，实现了对水力设计成果的高效反馈。

摘要： 本发明属于雷达与无线通信技术领域，尤其涉及一种基于人工磁导体同相反射特性所设计的具有吸波透波幅度调控特性的低剖面宽频带超表面结构，它包括介质层、金属层和空气层构成的基本结构单元，其特征是，介质层由自上而下分布的第一介质层(4)、第二介质层(5)构成；金属层由自上而下分布的双侧吸收损耗层(1)、人工磁导体超表面层(2)和带通频率选择表面层(3)构成，双侧吸收损耗层(1)位于第一介质层(4)上表面，人工磁导体超表面层(2)和带通频率选择表面层(3)分别位于第二介质层(5)的上、下表面。本发明通过较小的尺寸和较低的剖面，达到了带内透波，带外吸波的目的,并在宽带范围内保持了较好的角度稳定性。

摘要： 本发明提供了一种传输吸波结构和天线带内特性测试系统，涉及雷达与通信系统的微波天线工程设计技术领域。本发明的传输吸波结构通过等效电壁与等效磁壁是搭配使用的，使其四个对象放置的电壁与磁壁形成了一个标准的TEM模波导，可在封闭环境内模拟平面波对待测天线的照射。同时本发明的测试系统是基于封闭的感应场区进行构建的，相对于传统近场法或远场法，电磁泄漏小，测试环境无需吸波材料，不需要在微波近场或远场暗室内开展测试。

摘要： 本发明提出一种具有高效缓冲吸能特性的双层端封双翻转吸能结构，包括加载块、双层端封翻转结构和固定平台；双层端封翻转结构为采用韧性材料制成的双层嵌套结构，双层嵌套结构的一端通过封盖封闭；加载块的加载端端面形状与端面封盖形状对应，且加载端端面宽度不大于双层嵌套结构中内层与外层之间的间隔宽度；加载块的加载端端面与双层端封翻转结构端面封盖对齐并固定连接，另一端与固定平台固定连接。本发明提出的结构能明显改善传统压溃结构的载荷‑位移曲线载荷峰值大，平台阶段波动大，吸能效率低以及比吸收能量低等缺点，还改善了传统单翻转结构吸能效率较低的缺点。

摘要： 本发明提出一种具有高效缓冲吸能特性的双层端封双翻转吸能结构，包括加载块、双层端封翻转结构和固定平台；双层端封翻转结构为采用韧性材料制成的双层嵌套结构，双层嵌套结构的一端通过封盖封闭；加载块的加载端端面形状与端面封盖形状对应，且加载端端面宽度不大于双层嵌套结构中内层与外层之间的间隔宽度；加载块的加载端端面与双层端封翻转结构端面封盖对齐并固定连接，另一端与固定平台固定连接。本发明提出的结构能明显改善传统压溃结构的载荷‑位移曲线载荷峰值大，平台阶段波动大，吸能效率低以及比吸收能量低等缺点，还改善了传统单翻转结构吸能效率较低的缺点。

摘要： 一种具有良好缓冲吸能特性的曲面折纸管结构，包括管状的折叠单元，折叠单元由多块依次连接的折叠板组成，相邻两个折叠板之间通过谷折连接，折叠板包括通过山折连接的第一单元板和第二单元板，谷折和山折沿折叠单元的外周方向交替排布，谷折和山折均呈曲线状。本发明采用曲线折痕可以实现两点之间多种折痕弯折形式，大大提高了折纸管结构的设计自由度，有利于进一步提升折纸管结构吸能能力，且采用曲线的折痕，使折叠单元形成多个曲面结构，相对于直线折痕形成的多个平面结构，其承载能力更强，属于缓冲技术领域。