新型仿竹薄壁圆管的设计与吸能特性分析

作     者：于鹏山 刘志芳 李世强 YU Pengshan;LIU Zhifang;LI Shiqiang

作者机构：太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所山西太原030024 

基　　金：国家自然科学基金(11772216 12072219) 

出 版 物：《高压物理学报》 (Chinese Journal of High Pressure Physics)

年 卷 期：2021年第35卷第5期

页      码：102-112页

摘      要：受自然界毛竹微观结构的启发,在传统双圆管结构的基础上,在内、外圆管之间引入双菱形肋骨,设计了一种新型仿竹薄壁圆管。基于超折叠单元理论,建立了轴向压缩时仿竹薄壁圆管的理论分析模型。利用ABAQUS有限元软件对新型仿竹薄壁圆管进行轴向压缩的数值模拟,分析了双菱形肋骨数、内管直径、壁厚等因素对新型仿竹薄壁管耐撞性和变形模式的影响,并与传统双圆管结构进行了对比。结果表明:理论预测与数值模拟结果吻合,平均压缩力和比吸能的误差均在10%以内。与传统双圆管相比,新型仿竹薄壁圆管的比吸能提高了83.61%,压缩力效率提高了198.65%。肋骨数对结构耐撞性能有显著影响,随着双菱形肋骨数目的增加,结构的比吸能逐渐增加,初始峰值力也随之提高;肋骨数较少时,结构出现局部屈曲变形,影响其吸能能力。内管直径越小,初始峰值力越高;内管直径越大,比吸能越小。

主 题 词：仿生竹 双菱形肋骨 薄壁圆管 比吸能 

学科分类：08[工学] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11858/gywlxb.20210710

馆 藏 号：203104995...