含誘導(dǎo)壓痕的薄壁方管在沖擊載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究.pdf

1、薄壁管狀結(jié)構(gòu)因其具有高強(qiáng)度、高剛度、輕質(zhì)量、較高的承載能力和比吸能等優(yōu)良特性而在汽車、高速列車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在其中的一些應(yīng)用領(lǐng)域中，薄壁方管通過(guò)軸向塑性屈曲變形吸收大量的沖擊動(dòng)能，從而實(shí)現(xiàn)有效的保護(hù)乘員和物品。但是，其軸向屈曲過(guò)程中存在著初始撞擊力較高、變形穩(wěn)定性較差等問(wèn)題，當(dāng)前主要通過(guò)引入合適的誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行解決。因此，研究含壓痕的薄壁方管在軸向沖擊載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，為其設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，該工作具有較大的

2、科學(xué)研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文以含(V)型誘導(dǎo)壓痕的低碳鋼薄壁方管為研究對(duì)象，開展了準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)軸向壓縮實(shí)驗(yàn)，并建立了數(shù)值模型且進(jìn)行了計(jì)算分析，研究了薄壁方管軸向動(dòng)態(tài)沖擊載荷下的破壞機(jī)理，分析了壓痕對(duì)薄壁方管的變形模式、動(dòng)態(tài)撞擊力和能量吸收能力的影響，具體內(nèi)容如下:
　　 (1)開展了薄壁方管的準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)軸向壓縮實(shí)驗(yàn)，并采用了高速攝影儀記錄動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，得到了不同工況下薄壁方管的坍塌模式，分析了不同壓痕位置對(duì)薄壁方管變形的影

3、響，研究了壓痕處第一個(gè)外延型褶皺的形成和發(fā)展過(guò)程以及其對(duì)薄壁方管坍塌順序的影響。
　　 (2)建立了不同工況下薄壁方管的數(shù)值計(jì)算模型并開展了數(shù)值計(jì)算分析，得到了各工況方管的撞擊力-位移曲線和能量-位移曲線，通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算模型的可靠性。針對(duì)變形模式、撞擊力曲線和能量曲線，分析了壓痕位置對(duì)薄壁方管吸能特性的重要影響，提出了最佳的壓痕位置。
　　 (3)基于實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算，開展了含壓痕薄壁方管的參量化數(shù)值計(jì)