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《2018年全国固体力学学术会议摘要集(下)》2018年
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新型自锁吸能系统的冲击响应及性能优化

杨奎坚  陈玉丽  
【摘要】:薄壁圆管结构成本低、易加工,且吸能效果好,因此被广泛应用于抗冲击能量吸收领域。然而,在实际应用中,圆管系统复杂的管间连接和边界约束增加了人力物力成本,同时使系统难以应对突发的冲击防护需求。为了解决上述问题,我们提出了一种能够实现管间自锁的能量吸收结构,并通过冲击试验和有限元模拟揭示了该自锁吸能系统的冲击响应机理。研究发现,在冲击载荷作用下,该自锁吸能系统具有三种不同的动态响应模式,分别是整体压缩模式、过渡模式以及直接压溃模式。前两种模式具有更优良的吸能效果,并且变形模式主要取决于波后的变形情况。为了进一步优化系统性能,我们采用塑形铰理论对系统胞元变形进行分析,推导了自锁系统的本构关系,并结合一维冲击理论模型对波后变形情况进行分析,得到了系统不同模式间的临界条件。在此基础上,研究了尺寸及材料参数对变形模式和系统吸能性能的影响,并提出了优化自锁吸能系统抗冲击能力的设计意见。
【作者单位】:北京航空航天大学
【基金】:国家自然科学基金项目(11622214)
【分类号】:O347.3

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