仿骨单位薄壁结构轴向和斜向耐撞性研究

作者：范晓文; 杨欣^*; 许述财; 黄晗; 霍鹏

来源：载人航天, 2020, 26(02): 142-151.

DOI：10.16329/j.cnki.zrht.2020.02.002

• 耐撞性
• 薄壁结构
• 骨单位
• 仿生设计

为提高薄壁结构的耐撞性,基于骨单位的微观结构特性,设计具有骨单位结构特征的仿生薄壁结构。应用非线性有限元法对仿生薄壁结构的能量吸收和变形模式进行仿真分析,通过全因子试验确定耐撞性最优的仿生薄壁结构。结果表明:层数为6、最大壁厚为2.8 mm、梯度值为0.3 mm的仿生薄壁结构耐撞性最优;在0°、10°、20°、30°载荷下,仿生薄壁结构均呈现稳定的渐进折叠变形,对比普通圆管,仿生薄壁结构的质量降低了31.3%,其比吸能分别提高了3.2%、-13.7%、19.3%和10.6%,峰值压溃力分别降低了42.4%、33.3%、37.3%、44.0%。骨单位结构特征有效提高了薄壁结构的耐撞性。

• 单位
  机电工程学院; 清华大学; 汽车安全与节能国家重点实验室; 河北农业大学