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单向复合材料锥形圆管轴向压溃吸能特性研究
| 论文题名： | 单向复合材料锥形圆管轴向压溃吸能特性研究 |
| 关键词： | 复合材料;锥形圆管;轴向压溃;吸能特性;混合层间 |
| 摘要： | 与复合材料能量吸收结构相关的一个重要问题是构件在挤压过程中必须以一种可控的方式变形。压溃初始阶段的灾难性破碎将导致非常差的能量吸收效果。伴随着载荷显著震荡的不稳定压溃行为也是不合需要的。为了克服这些问题，能量吸收复合材料结构通常包括引起局部应力集中在特定位置的触发机制。锥形管即即锥形方管和锥形圆管受到了更多的关注，研究发现他们的性能优于直管，因为它们不需要设置触发方式，它们能够像承受轴向载荷一样承受倾斜冲击载荷，并且很少出现整体屈曲失效的现象。 为了提升复合材料锥形圆管的吸能效力，使复合材料吸能构件在工程应用中达到最佳吸能效果，研究了复合材料锥形圆管的结构优化，探索了不同锥度（α）与层数（N）的比值（α/N）对比吸能（SEA）和初始峰值载荷（Pinitial）的影响，发现随着α/N值的增大，比吸能（SEA）和初始峰值载荷（Pinitial）均减小；当α/N超过0.54时，锥管在压溃过程中不再发生内外分层。根据优化结果试制复合材料锥管，试验结果表明：优化后的锥管，SEA从67.9 J/g增加到了78.50 J/g，提高了15.6％；Pinitial从52.3kn减少到了25.2kn，降低了51.8%；质量从55.3g减少到了42.9g，减轻了22.4%。 相比于优化前的直管，优化后的锥管在压溃过程中不仅具有I型层间作用还伴有I/II型混合层间作用，能量耗散形式更为多样，此外，与直管细长的外翻层瓣不同，锥管外翻层瓣产生后会卷曲堆积在分层中面附近，层瓣的弯曲变形及相互之间的摩擦作用能够吸收更多的能量。 |
| 作者： | 王振 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 成艾国;高晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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