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题名基于轻量化与耐撞性要求的薄壁管状结构研究进展
被引量：12
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作者
霍鹏
李建平
许述财
杨欣
黄晗
范晓文
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机构
河北农业大学机电工程学院
清华大学汽车安全与节能国家重点实验室
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期1377-1388,共12页
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基金
国家自然科学基金项目(51305223)
中国博士后科学基金项目(2018M641338)资助。
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文摘
薄壁管状结构耐撞性研究是汽车工程、航空航天等领域中减轻结构质量、提高结构承载能力和抗冲击能力的重要研究之一。基于薄壁管状结构的材料特性、结构特性、数学优化模型等分析,阐述不同类型薄壁管状结构的加载情况、变形模式和吸能特性及其不同结构耐撞性的内在联系,提出利用结构仿生学原理进行薄壁管状结构耐撞性研究是未来安全与节能研究的重要方向和研究思路,为解决当前研究阶段所面临的挑战和未来发展的方向提供参考。
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关键词
薄壁管状结构
轻量化
耐撞性
结构仿生学
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Keywords
Thin-walled tubular sturcture
Lightweight
Crashworthiness
Structural bionics
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分类号
U461.91
[机械工程—车辆工程]
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题名弧形折纸模式薄壁结构的压缩变形与能量吸收
被引量：1
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作者
张天辉
邓健强
刘志芳
李世强
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机构
太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期44-52,共9页
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基金
国家自然科学基金(11602161,11772216)。
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文摘
选用PolyMaxTM PLA为试样材料,利用3D打印技术制备了弧形折纸薄壁管件。基于准静态轴向压缩实验,运用ABAQUS软件对弧形折纸薄壁管件轴向准静态压缩和冲击行为进行了有限元计算,探讨了其变形模式和能量吸收特性,分析了预折角和薄壁单胞管件阵列数量对其压溃模式及能量吸收的影响。有限元计算结果与实验结果吻合较好。薄壁管件的变形过程可分为4个阶段:初始压溃阶段、预折角塑性旋转阶段、腹板塑性屈曲阶段和完全压溃密实化阶段。弧形折痕的引入能够有效地降低薄壁管件在压缩过程中的初始压溃载荷峰值,减小冲击载荷的振荡幅值。对比了高度相等、质量近似相等的方管与弧形折纸薄壁管在不同冲击速度下的压缩变形与能量吸收。在准静态压缩作用下,对于单胞模型,仅有折痕倾角为70°的模型的比吸能优于方管;对于多胞管件阵列模型,方管的比吸能均优于折纸管。折纸管的压缩力效率和比总体效率均优于方管,其中折痕倾角为50°的模型的压缩力效率和比总体效率最高。在动态冲击压缩下,阵列方管的比吸能均优于阵列折纸管。当冲击速度为10 m/s时,折纸管的压缩力效率和比总体效率均优于方管,其中折痕倾角为50°的模型的压缩力效率和比总体效率最高。当冲击速度为20 m/s时,仅有折痕倾角为50°的模型的压缩力效率和比总体效率优于方管。
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关键词
薄壁管状结构
弧形折纸
冲击载荷
压缩吸能
折痕倾角
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Keywords
thin-walled tube structure
arc-shaped origami
impact loading
compressive energy absorption
crease inclination
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分类号
O347.1
[理学—固体力学]
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