日字形和目字形管彎曲失穩(wěn)實驗及理論研究
發(fā)布時間：2021-02-13 02:56
薄壁管件作為能量吸收結構被廣泛應用于汽車、航空航天等領域。伴隨著材料發(fā)生大變形和塑性應變,這些薄壁管件在碰撞過程中通常會在局部區(qū)域發(fā)生失穩(wěn)（包括軸向壓潰和彎曲失穩(wěn)兩種形式）,不同的截面形狀導致其承載能力也有很大差別。一般來說,可以通過數值模擬和實驗來較為準確地預測這些薄壁管件的失穩(wěn)特性。但是由于這兩種方法費時費力,不能滿足產品在概念設計階段的需求,因此需要一種高效的理論分析方法來預測各種截面薄壁管件的失穩(wěn)特性。一方面,國內外研究者對各種截面薄壁管件的軸向壓潰和純彎曲失穩(wěn)特性進行了大量細致的研究,這些理論結果可以方便的用于復雜結構的碰撞分析,極大地提高建模和計算效率。另一方面,缺乏對于多腔室截面薄壁管件彎曲失穩(wěn)特性的研究,尤其是相關的實驗研究。本文在實驗研究和理論分析的基礎上,提出了一種高效的日字形和目字形管彎曲失穩(wěn)特性分析方法。實驗方面,首先通過三點彎曲實驗研究日字形和目字形鋁管彎曲失穩(wěn)過程中的變形規(guī)律,把握變形的主要特征,在此基礎上簡化變形模式,得到鋁管彎曲失穩(wěn)的理論模型。這本質上是構造了一族描述梁彎曲失穩(wěn)的運動許可的位移場,之所以說是一族位移場,是因為位移場中有未確定的參數（半褶皺...
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圓環(huán)模式的Alexander理論模型
圖 1.2 圓環(huán)模式的 Alexander 理論模型[17]常來說，正方形截面管的能量吸收效率不如圓管[28]（正方形管的效率一般），這是因為正方形管發(fā)生塑性變形的區(qū)域主要集中在四個直角處。與圓類似，正方形管的截面幾何尺寸（截面邊長與壁厚之比 b/t）對其破損形式主要破損模式有：伸展型模式（b/t<7.5）、緊湊型模式（b/t>40.8）、混b/t<40.8），非常薄的正方形管會出現非緊湊型模式（ b / t 100），如圖 1.
式運動；(III)兩個圓柱面以兩條直的塑性鉸線為邊界，這兩條塑性鉸動，形成更寬的區(qū)域；初始不在一個平面上的兩個相鄰的梯形板通過(界的錐面相連；最后，兩個錐面和兩個圓柱面通過一個(IV)環(huán)形殼相有非零的高斯曲率，而通過這個環(huán)形面相連的兩個圓柱面的高斯曲率定受到面內拉伸。通過計算連續(xù)區(qū)域和離散塑性鉸線處的能量耗散，Wmowicz 給出了矩形截面薄壁管軸向壓潰過程中平均碰撞力的一個簡潔公式的有效性已經被實驗所證實。這個模型還被擴展到蜂窩狀截面薄性分析[30]。1989 年，Abramowicz 等進一步發(fā)展自己的理論，提出任管軸向壓潰過程中平均碰撞力的理論公式[31]。另外在軸向壓縮的條件形截面薄壁管的失穩(wěn)形式類似于矩形截面梁，圖 1.5 所示為單帽形和壓潰的實驗照片[32]（White 和 Jones），并且作者在同年發(fā)表的另一篇論分析[33]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于抗撞性的汽車B柱碳纖維加強板優(yōu)化設計[J]. 張君媛,姜哲,李仲玉,趙紫劍. 汽車工程. 2018(10)
[2]汽車薄壁梁碰撞可靠性優(yōu)化設計[J]. 文忠武,陳享姿. 計算機產品與流通. 2018(10)
[3]側面碰撞B柱變形模式對乘員損傷的分析[J]. 周洋,顏伏伍,胡遠志. 重慶理工大學學報(自然科學). 2018(07)
[4]汽車正面碰撞前縱梁變形仿真分析[J]. 王麗萍,寧鈺球,覃鈺杰. 科技風. 2018(16)
[5]汽車側面碰撞車門可靠性優(yōu)化設計[J]. 王鑫. 時代汽車. 2018(06)
[6]基于正交實驗法汽車B柱側面碰撞仿真分析[J]. 王帥,廉哲滿. 機械工程師. 2018(03)
[7]汽車正面耐碰撞性有限元仿真分析[J]. 鄭何妍,盧耀輝,張德文,趙智堂,劉俊杰. 重慶理工大學學報(自然科學). 2018(02)
[8]汽車側面碰撞的研究現狀及發(fā)展[J]. 程海東,田國紅,孫立國,齊登科. 汽車實用技術. 2017(22)
[9]汽車前縱梁正面碰撞仿真分析研究[J]. 田國富,楊成國. 機械工程師. 2017(11)
碩士論文
[1]碳纖維復合材料汽車B柱加強板的輕量化設計研究[D]. 熊長麗.吉林大學 2018
[2]側面碰撞車門防撞梁結構研究與仿真[D]. 孫智恩.沈陽理工大學 2018
[3]乘用車側面碰撞乘員損傷及防護措施研究[D]. 楊煌.長沙理工大學 2017
[4]汽車保險杠系統(tǒng)碰撞分析及優(yōu)化設計[D]. 劉成闊.大連交通大學 2017
[5]汽車前端薄壁結構斜向耐撞性研究與優(yōu)化設計[D]. 張文強.湖南大學 2016
[6]開口薄壁結構的能量吸收與耐撞性研究[D]. 畢思蕊.大連理工大學 2015
本文編號：3031856
【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圓環(huán)模式的Alexander理論模型
圖 1.2 圓環(huán)模式的 Alexander 理論模型[17]常來說，正方形截面管的能量吸收效率不如圓管[28]（正方形管的效率一般），這是因為正方形管發(fā)生塑性變形的區(qū)域主要集中在四個直角處。與圓類似，正方形管的截面幾何尺寸（截面邊長與壁厚之比 b/t）對其破損形式主要破損模式有：伸展型模式（b/t<7.5）、緊湊型模式（b/t>40.8）、混b/t<40.8），非常薄的正方形管會出現非緊湊型模式（ b / t 100），如圖 1.
式運動；(III)兩個圓柱面以兩條直的塑性鉸線為邊界，這兩條塑性鉸動，形成更寬的區(qū)域；初始不在一個平面上的兩個相鄰的梯形板通過(界的錐面相連；最后，兩個錐面和兩個圓柱面通過一個(IV)環(huán)形殼相有非零的高斯曲率，而通過這個環(huán)形面相連的兩個圓柱面的高斯曲率定受到面內拉伸。通過計算連續(xù)區(qū)域和離散塑性鉸線處的能量耗散，Wmowicz 給出了矩形截面薄壁管軸向壓潰過程中平均碰撞力的一個簡潔公式的有效性已經被實驗所證實。這個模型還被擴展到蜂窩狀截面薄性分析[30]。1989 年，Abramowicz 等進一步發(fā)展自己的理論，提出任管軸向壓潰過程中平均碰撞力的理論公式[31]。另外在軸向壓縮的條件形截面薄壁管的失穩(wěn)形式類似于矩形截面梁，圖 1.5 所示為單帽形和壓潰的實驗照片[32]（White 和 Jones），并且作者在同年發(fā)表的另一篇論分析[33]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于抗撞性的汽車B柱碳纖維加強板優(yōu)化設計[J]. 張君媛,姜哲,李仲玉,趙紫劍. 汽車工程. 2018(10)
[2]汽車薄壁梁碰撞可靠性優(yōu)化設計[J]. 文忠武,陳享姿. 計算機產品與流通. 2018(10)
[3]側面碰撞B柱變形模式對乘員損傷的分析[J]. 周洋,顏伏伍,胡遠志. 重慶理工大學學報(自然科學). 2018(07)
[4]汽車正面碰撞前縱梁變形仿真分析[J]. 王麗萍,寧鈺球,覃鈺杰. 科技風. 2018(16)
[5]汽車側面碰撞車門可靠性優(yōu)化設計[J]. 王鑫. 時代汽車. 2018(06)
[6]基于正交實驗法汽車B柱側面碰撞仿真分析[J]. 王帥,廉哲滿. 機械工程師. 2018(03)
[7]汽車正面耐碰撞性有限元仿真分析[J]. 鄭何妍,盧耀輝,張德文,趙智堂,劉俊杰. 重慶理工大學學報(自然科學). 2018(02)
[8]汽車側面碰撞的研究現狀及發(fā)展[J]. 程海東,田國紅,孫立國,齊登科. 汽車實用技術. 2017(22)
[9]汽車前縱梁正面碰撞仿真分析研究[J]. 田國富,楊成國. 機械工程師. 2017(11)
碩士論文
[1]碳纖維復合材料汽車B柱加強板的輕量化設計研究[D]. 熊長麗.吉林大學 2018
[2]側面碰撞車門防撞梁結構研究與仿真[D]. 孫智恩.沈陽理工大學 2018
[3]乘用車側面碰撞乘員損傷及防護措施研究[D]. 楊煌.長沙理工大學 2017
[4]汽車保險杠系統(tǒng)碰撞分析及優(yōu)化設計[D]. 劉成闊.大連交通大學 2017
[5]汽車前端薄壁結構斜向耐撞性研究與優(yōu)化設計[D]. 張文強.湖南大學 2016
[6]開口薄壁結構的能量吸收與耐撞性研究[D]. 畢思蕊.大連理工大學 2015
本文編號：3031856
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