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仿荷叶脉络薄壁管耐撞性能研究

Research on crashworthiness of thin-walled tubes imitating lotus leaf vein

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为了提高金属薄壁管的耐撞性能,选择荷叶脉络为生物原型,设计出一种具有叶脉分支特征的薄壁结构,仿生薄壁结构(bionic thin-walled structure,BTS).基于非线性动力学软件ABAQUS研究了BTS三点弯曲下的耐撞性能,建立BTS的数值仿真模型,并验证仿真模型的有效性.将BTS与传统的薄壁结构进行了对比分析,探究了BTS结构参数、冲击速度和壁厚对其耐撞性能的影响,并对BTS进行了截面变厚度优化设计.研究结果表明:冲击速度、比值γ、主干数目N对BTS的耐撞性有着重要影响;截面变厚度优化设计可以有效提高BTS的能量吸收效率,并改善其耐撞性能,最优厚度的BTS的能量吸收效率比传统的薄壁管高49.5％.因此,受生物启发的设计和研究结果可为吸能元件的发展提供参考.

王勇辉、何强、顾航

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江苏科技大学 机械工程学院,镇江212100

仿生管 薄壁结构 耐撞性能 响应面法 有限元法

国家自然科学基金

51705215

2022

10.11917/j.issn.1673-4807.2022.01.010

江苏科技大学学报(自然科学版)
江苏科技大学

江苏科技大学学报(自然科学版)

北大核心
影响因子：0.373
ISSN：1673-4807
年,卷(期)：2022.36(1)
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