薄壁圓管吸能單元的動態(tài)特性

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1、TB12公開分類號：____________密級：______________ＵＤＣ：____________單位代碼：______________11646碩士學(xué)位論文論文題目：薄壁圓管吸能單元的動態(tài)特性學(xué)號：_________________________1111081002姓名：_________________________朱文波固體力學(xué)專業(yè)名稱：_________________________機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院學(xué)院：_________________________楊黎明教授指導(dǎo)教師：_________________________論文提交日期：2013年11月14日萬方

2、數(shù)據(jù)AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeDynamicbehaviorofenergyabsorptionunitofcirculartubesCandidate：WenboZhuSupervisors：(Associate)ProfessorLimingYangFacultyofMechanicalEngineeringandMechanicsNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINADate:November14,2013萬方數(shù)據(jù)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文

3、是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得寧波大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。簽名：___________日期：____________關(guān)于論文使用授權(quán)的聲明本人完全了解寧波大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。（保密的論

4、文在解密后應(yīng)遵循此規(guī)定）簽名：___________導(dǎo)師簽名：___________日期：____________萬方數(shù)據(jù)寧波大學(xué)碩士學(xué)位論文薄壁圓管吸能單元的動態(tài)特性摘要薄壁金屬圓管及其不同結(jié)構(gòu)的泡沫填充管作為吸能單元，因其具有質(zhì)量輕，比吸能高，壓縮行程長，變形模式穩(wěn)定，具有良好的吸能能力等優(yōu)點(diǎn)，使其廣泛地用于汽車、航空航天器、軌道交通等運(yùn)載工具的能量吸收裝置中。如何評判不同結(jié)構(gòu)薄壁圓管吸能能力的優(yōu)劣，以及提高它們的吸能效果，成為近年來的研究熱點(diǎn)。由于能量吸收裝置，常在碰撞沖擊事件中起作用，因此有必要研究它們的動態(tài)特性。主要工作有：1）基于吸能效率的概念，提出統(tǒng)一的吸能能力評價(jià)指標(biāo)，重新

5、定義比吸能SEA、平均力Pm、有效行程比等評價(jià)指標(biāo)，對薄壁空管和泡沫填充管的軸向壓縮下的行為做了一定的理論公式推導(dǎo)，并且對于泡沫填充管，考慮管壁與泡沫的相互作用，修改了直鏈型塑性鉸模型來描述泡沫填充管的變形，使得能夠計(jì)算出具有提高結(jié)構(gòu)比吸能SEA效果的泡沫填充管中填充泡沫密度的范圍。2）采用落錘沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行了鋁合金管和軟鋼管的動態(tài)軸向壓縮實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)動態(tài)軸向壓縮下的比吸能SEA、平均力Pm要高于準(zhǔn)靜態(tài)下的結(jié)果。特別地，對于軟鋼管其褶皺的瓣數(shù)由準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓縮下的3.5增加到動態(tài)下的4.5。通過分析，發(fā)現(xiàn)軟鋼管相比鋁合金管對應(yīng)變率效應(yīng)更敏感。并且應(yīng)變率?與初速度v成正比。3）研究了不同結(jié)

6、構(gòu)的泡沫填充管的吸能特性，發(fā)現(xiàn)軟鋼管、泡沫填充管、夾心管、雙管的吸能能力依次增強(qiáng)，吸能能力最優(yōu)的是雙管。并且動態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與準(zhǔn)靜態(tài)相比，都出現(xiàn)了大大的提高，認(rèn)為可能有兩點(diǎn)：1）材料在動態(tài)沖擊的條件下發(fā)生了硬化作用；2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果，動態(tài)沖擊下圓管外管變形模式與準(zhǔn)靜態(tài)相比發(fā)生了變化，由金剛石模式變成了混合模式。并研究了泡沫密度對泡沫填充單管的吸能特性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著泡沫密度的增大比吸能SEA和平均力Pm都出現(xiàn)了一定程度的增大。4）研究軟鋼管軸向載荷下的動態(tài)力學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)慣性對薄壁圓管軸向壓縮的動態(tài)吸能特性影響不大，而落錘不同沖擊加載速度即代表應(yīng)變率的變化引起的薄壁圓管材料屈服應(yīng)力的提高，

7、使得薄壁圓管比吸能SEA（單位質(zhì)量結(jié)構(gòu)所吸收的能量）和平均軸向壓縮力Pm隨著應(yīng)變率的增加而呈上升趨勢。對不同應(yīng)變率下的平均力Pm進(jìn)行無量綱化處理，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前人推導(dǎo)的理論結(jié)果變I萬方數(shù)據(jù)薄壁圓管吸能單元的動態(tài)特性化趨勢一致。對比動態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)圓管的動態(tài)變形模態(tài)相比準(zhǔn)靜態(tài)結(jié)果發(fā)生了改變，更高速度沖擊下薄壁圓管的動態(tài)特性有待進(jìn)一步研究。II萬方數(shù)據(jù)寧波大學(xué)碩士學(xué)位論文Dynamicbehaviorofthin