泡沫铝填充薄壁铝合金多胞构件与单胞构件吸能性能研究

• 作者: 朱翔 尹曜 王蕊 康苗
• 来源期刊: 工程力学
• 关键词: 轴向冲击 泡沫铝 薄壁多胞构件 破坏模式 吸能效率
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 其他工程学科|OTHER ENGINEERING DISCIPLINES
• 页码范围: 247-256
• 页数: 10页
• 分类号: TB331
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.06.0428

摘要

为研究泡沫铝填充薄壁铝合金多胞结构与单胞结构的吸能能力,该文基于有限元软件LS-DYNA建立了泡沫铝填充薄壁铝合金多胞结构与单胞结构的数值仿真.对经典薄壁圆管试验及泡沫铝填充薄壁圆管试验进行了数值模拟,分析表明该数值模型能够较好的模拟泡沫铝填充薄壁圆管在轴向冲击过程中的撞击力和变形发展.基于该模型对比研究了不同因素下泡沫铝填充薄壁铝合金多胞结构与单胞结构的轴向吸能特性,分析了其破坏模式、吸能机理和两者吸能效率.结果表明:在轴向冲击荷载作用下,泡沫铝填充薄壁铝合金的破坏模式为轴对称渐进折叠破坏模式,冲击力-位移曲线和变形模态图显示其变形过程分为3个阶段:弹性阶段、平台阶段和强化阶段.当冲击压缩距离为构件高度的80％ 时,7种不同参数下的泡沫铝填充薄壁铝合金多胞结构的吸能效率明显高于7种单胞结构,吸收的能量E和比吸能SEA都提高了50％ 以上,是一种优秀的吸能构件,可广泛应用于防护工程中.