為了在空間和質(zhì)量約束條件下得到綜合效率最優(yōu)的能量吸收結(jié)構(gòu),通過數(shù)值方法分析了45#鋼、6061-T6鋁合金和TC4鈦合金三種材料薄壁圓管在軸向壓縮下的能量吸收行為,得到了材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)、內(nèi)邊界約束對薄壁圓管變形模式和能量吸收特性的影響。結(jié)果表明:相同厚徑比時,延展性好的薄壁圓管發(fā)生漸進式壓潰,而延展性差的薄壁圓管則發(fā)生軸向劈裂和漸進碎裂變形模式;結(jié)構(gòu)的比能量吸收率隨厚徑比的增大而提高,其中鈦合金管的比吸能率最高,但峰值載荷較大;當內(nèi)徑、高度和質(zhì)量相同時,鈦合金管的吸能量分別是鋁合金管和鋼管的1.1倍和3.1倍。此外,對于漸進壓潰模式的薄壁圓管,可通過引入內(nèi)邊界約束改善其能量吸收特性,其比能量吸收率最大可提高13%左右。

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