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《能量吸收裝置耐撞性研究畢業(yè)論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明本人完全了解
2、XX大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝 ⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 1引言1.1圓環(huán)耐撞性研究的意義近年來，各種車輛、船舶、飛行器的數(shù)量越來越多，速度越來越快，碰撞事故也隨之日益增加，每年都要造成嚴重的生命和財產(chǎn)損失。
3、解決這個問題的主要途徑，是研究和提高各種車輛、船舶、飛行器結構的耐撞性(structuralcrashworthiness)[1]。術語“耐撞性”指的是當車輛等卷入或經(jīng)歷碰撞時響應性質(zhì)的優(yōu)劣。眾多學者已對金屬吸能結構，如圓管的卷曲、方管的卷曲和漸進屈曲、截殼體、圓管和圓環(huán)以及在其中填充泡沫塑料等進行了大量的研究。工程上特別關心如何評估結構受沖擊后的整體性能、如何提出合理的設計方案及如何制定有效的防護措施等問題。目前，工程實際中比較切實有效的手段就是設計并采用性能優(yōu)異的能量吸收裝置(energyabs
4、orbingdevices)，或者叫能量耗散裝置(energydissipatingdevices)[2]，這項工作現(xiàn)己成為結構安全防護中重點課題。同時，在某些特定的情況(例如飛行器的緊急著陸，核電站和高速公路旁重要設施的防護等等)下，已有結構難以滿足吸收全部碰撞能的要求，需要設計一些特殊的結構元件作為能量吸收裝置，這種裝置必須具有良好的塑性變形性質(zhì)，使得撞擊動能通過結構的大塑性變形和破壞過程被耗散掉，從而大大降低沖擊力的幅值，減緩沖擊效應，使之保持在結構所能耐受的指標水平上。受橫向載荷的圓環(huán)（圖1
5、.1）就是以塑性彎曲為其主要能量耗散機制的。圖1.1在一對剛性平板間受壓的圓環(huán)（a）初始構形；（b）變形后的形狀在工作載荷下，傳統(tǒng)結構（例如，用于圖謀工程和機器中的結構）只發(fā)生很小的彈性變形。這些結構通常要求在規(guī)定的載荷下具有一定的強度和剛度，所以材料的選擇和結構的設計主要基于結構必須承受的彈性應力或者應變。失效多是由于疲勞、腐蝕，或者是由于長時間使用引起的材料老化。能量吸收結構設計和分析與傳統(tǒng)結構設計和分析大不相同。能量吸收結構必須承受強碰撞載荷，所以它們的變形和失效涉及到幾何大變形應變強化效應應
6、變率效應以及不同變形模式（如彎曲和拉伸）之間的各種交互作用。因為這些原因，大多數(shù)能量吸收器用韌性金屬制成，低碳鋼和鋁合金是使用最廣泛的。目前在金屬吸能裝置領域的研究可分為兩類：一類是金屬吸能元件（包括與其它吸能材料組合而成的吸能裝置）；另一類是利用金屬塑性成形和金屬切削原理的能量吸收裝置。對于能量吸收裝置的具體要求必須根據(jù)使用場合的不同以及具體使用工況的不同而定，不存在處處適用或絕對最優(yōu)的能量吸收裝置。由于碰撞工況的不同和安裝部位的不同，對能量吸收裝置的具休要求各不相同，但一般說來，以下幾點要求是共
7、同的：(1)碰撞動能應盡可能不可逆地轉換成變形能，也就是說，應該以塑性變形而不是彈性變形來貯存這種能量；(2)在碰撞條件下，能量吸收裝置的變形模式應當穩(wěn)定，具有可重復性和可靠性,且傳遞的反力波動小，保持常幅值；(3)在吸收能量的過程中，應控制碰撞力和減速度，在大變形下應具有接近定常數(shù)的承載能力，以保護人員和重要結構。生物力學的研究指出人的顱腦系統(tǒng)的忍受度可用下式表達：其中GSI稱為Godd指標，是加速度(或減速度)，以重力加速度g為單位，t是時間，單位是毫秒，T是經(jīng)歷加速度的總時間，1000是正常成
8、人顱腦損傷的門檻值。從上式易證明，在給定初速和碰撞距離的條件下，使GSI取極小的減速過程，是為常數(shù)的勻減速過程。因此，良好的能量吸收裝置，在大變形下應具有接近定常數(shù)的承載能力；(4)裝在飛行器和汽車上的能量吸收裝置，應該自重較輕，具有良好的“比耗能”，即單位自重所能吸收的能量值要高；(5)為了吸收更多的總動能，它應能提供足夠長的變形行程，而且在變形后不占據(jù)過大的空間或造成次生破壞；(6)由于能量吸收裝置通常都是一次使用結構，所以應該成本低廉，便于制造和更換[3][18
