摘要：利用3D打印技术,构建了具有特定细观结构的轻质随机蜂窝柱壳结构,研究了该蜂窝柱壳及其夹芯圆管结构的准静态轴向压溃性能,分析了芯层细观结构参数和内外管的几何参数组合对夹芯圆管结构压溃性能的影响。结果表明,随机蜂窝夹芯圆管结构外管变形模式受到内外管的几何尺寸和蜂窝芯层细观结构参数的影响,芯层与管壁之间的相互作用增强了结构的吸能性能。通过对随机蜂窝芯层细观结构参数和内外管组合的控制,能够影响夹芯结构在压溃过程中芯层与管壁间相互作用的强度,从而改变其宏观力学性能表现。本文利用3D技术构筑细观结构可控的轻质蜂窝芯层结构旨在为轻质高性能的耗能元件设计提供思路。

摘要：层合板的铺层顺序是影响其在压溃过程中能量吸收性质的重要因素。然而,正确研究铺层顺序的影响,还需结合其他设计参数,比如制造工艺。迄今为止,针对铺层顺序对泡沫填充GFRP管轴向压溃性能的影响已进行了大量研究,但大多采用拉挤、缠绕或手糊工艺。用实验和数值模拟的方法研究了铺层顺序对真空辅助树脂灌注(VARI)工艺制造的泡沫填充GFRP矩形管轴向压溃性能的影响,并从中得出了最优纤维铺层顺序,可获得最佳吸能效果。

摘要：在传统蜂窝结构中引入几何诱导构型呈梯度变化的模式,得到一种新型梯度屈曲诱导蜂窝结构。利用数值模拟方法,研究梯度屈曲诱导蜂窝结构的准静态面外压溃性能。结果表明,屈曲诱导蜂窝结构的变形模式受诱导参数的梯度变化控制,通过诱导层段稳定性参数和形状参数的梯度设置,可以调控发生局部屈曲的位置和次序。梯度诱导构型的设计能够有效降低蜂窝结构的初始峰值载荷。随着稳定性参数梯度变化指数和形状参数梯度变化指数的增大,单位质量能量吸收和平均压溃载荷逐渐减小,蜂窝结构的压溃耗能过程变得更平稳。

摘要：以汽车纵梁挤压铝型材为研究对象,研究了截面形状、时效制度对型材压溃性能的影响。利用电子万能试验机和电液伺服压力试验机检测型材的力学性能和压溃效果,分析力学性能与压溃性能的潜在关联性。优化纵梁截面设计,确定有利于型材压溃吸能的时效制度。研究结果表明,同种合金不同截面形状压溃效果存在差异,内腔多筋截面利于吸能,压溃效果较好;过时效制度(220℃×2.5 h)下由于型材的综合力学性能较好,压溃效果优于欠时效、峰值时效;对于乘用车纵梁型材采用田字形状截面,时效制度为220℃×2.5 h时压溃效果最佳。

摘要：研究基于差厚技术的汽车吸能盒结构设计方案,提出了解决差厚板的厚度渐变特性和材料力学性能渐变特性的仿真建模方法,推导了综合考虑厚度分布、吸能盒重量、吸能量的多目标优化问题数学模型,基于多目标优化算法获得了差厚吸能盒结构最优设计参数,并实现了样件试制。试制的差厚吸能盒样件在准静态压溃过程中出现充分且对称的褶皱,且褶皱次序与厚度分布特征一致,变形模式稳定,在保持吸能水平提升的同时,与原冲压等厚吸能盒相比降重约7%。

摘要：依据功能梯度结构设计原理,采用变厚度碳纤维复合材料层缠绕金属铝管的方式制备了Al-CFRP梯度混合样管,采用准静态轴向压缩实验对比了纯Al管、等厚度混合管以及梯度混合管的压溃与吸能特性,验证了梯度管的力学性能优势。在以上分析的基础上建立了梯度混合管有限元模型,通过对比压溃过程中具有典型压溃特征的6个压溃瞬时,发现有限元模型的压溃特性与变形模式均与实验结果具有较高的吻合度。分析了不同梯度系数下Al管壁厚和纤维缠绕角度对梯度混合管压溃性能的影响。结果表明,Al管壁厚对结构压溃性能影响显著,梯度系数对结构的峰值载荷和压溃力效率影响较大,碳纤维复合材料缠绕角度对结构压溃性能影响较小。为获取最优梯度混合管设计方案,采用基于响应面的多目标映射优化方法获得了吸能特性提升显著的梯度混合管结构形式。

摘要：阐述了膨胀式压溃装置的结构特点和工作原理,分析了影响膨胀式压溃管性能的主要工艺影响因素,完成了膨胀式压溃管的工艺优化,形成了系列化、标准化的膨胀式压溃管生产工艺。经压溃性能对比试验,文中所述压溃装置的性能与国外成熟产品相当,满足设计和使用要求,并形成了批量化的应用。