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复合材料吸能圆管在半圆凹槽触发机制下的斜向压溃失效行为

Oblique crushing failure behaviors of composite energy-absorbing circular tube under the semi-circular cavity triggering mechanism

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有效的触发机制能诱导并改善复合材料吸能结构的轴向渐进压溃行为,但仍无法解决汽车吸能结构在斜向冲击载荷下的失稳问题.为了提出新的设计来改善失稳行为,对复合材料吸能圆管在半圆凹槽触发机制下的斜向压溃行为和失效机制进行研究.建立引入半圆凹槽触发机制的圆管有限元模型,采用界面和层内非线性损伤演化模型来模拟其真实的压溃失效模式.通过对比模拟和实验对应的轴向压溃载荷、吸能和失效模式来验证圆管的准静态压溃模型.进而,预测斜向压溃角度(10°～50°)对圆管在半圆凹槽触发机制下压溃行为的影响,并详细揭示其轴向和斜向压溃失效机制及其区别.结果表明,压溃载荷、吸能及失效面积随角度增大而明显减小,不稳定的压溃过程使材料失效耗能不充分.圆管在轴向压溃下表现为渐进破坏,而在斜向压溃下以"渐进破坏"向"失稳破坏"过渡为特征,导致斜向压溃载荷与吸能曲线均存在一个过渡.本研究加深了对圆管在外部触发机制下斜向压溃失效机制的理解,为改善斜向压溃失稳行为提供了一定的设计依据.

邓亚斌、任毅如、蒋宏勇

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湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082

湖南大学 机械与运载工程学院,长沙 410082

复合材料 吸能 触发机制 渐进失效 耐撞性

国家自然科学基金创新研究群体项目

51621004

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20210617.002

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(4)
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