發(fā)布時間：2023-04-10 21:50

　　金屬薄壁結(jié)構(gòu)以優(yōu)異的力學(xué)性能和輕便的質(zhì)量被廣泛應(yīng)用于汽車前縱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中,其耐撞性可以通過對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)得到提升。為突破傳統(tǒng)薄壁結(jié)構(gòu)的能量吸收瓶頸,仿生元素在薄壁吸能結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用成為近幾年的研究熱點。為進(jìn)一步提升薄壁結(jié)構(gòu)的能量吸收并為汽車前縱梁的設(shè)計提供參考,本文在觀察幾種優(yōu)異生物結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出一種可應(yīng)用于薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的仿生微圓結(jié)構(gòu)。運用試驗驗證、仿真分析與理論推導(dǎo)相結(jié)合的方法,對這種仿生微圓結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究,主要內(nèi)容如下:(1)在甲蟲鞘翅的微觀結(jié)構(gòu)和問荊草莖稈橫截面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出仿生微圓結(jié)構(gòu),并建立了仿生微圓結(jié)構(gòu)的有限元模型。進(jìn)行了仿生微圓結(jié)構(gòu)外接方管的準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓潰試驗,對比分析壓潰試驗結(jié)果與有限元仿真模型計算結(jié)果,驗證了仿生微圓結(jié)構(gòu)有限元模型的有效性。(2)在壓潰試驗結(jié)果和經(jīng)過驗證的有限元模型計算結(jié)果的基礎(chǔ)上對仿生微圓結(jié)構(gòu)的變形模式進(jìn)行分析,同時對傳統(tǒng)肋板結(jié)構(gòu)與仿生微圓結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真參數(shù)化研究,對比了兩種結(jié)構(gòu)的能量吸收特性。結(jié)果表明,仿生微圓結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)肋板結(jié)構(gòu)變形模式更好,且能量吸收效率提高了32.20%以上。(3)基于簡化超折疊單元理論,建立了仿生微圓結(jié)構(gòu)在準(zhǔn)...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 薄壁吸能結(jié)構(gòu)耐撞性研究現(xiàn)狀
    1.3 仿生薄壁吸能結(jié)構(gòu)耐撞性研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 仿生微圓結(jié)構(gòu)有限元模型建立與試驗驗證
    2.1 引言
    2.2 仿生微圓結(jié)構(gòu)
    2.3 有限元分析方法
        2.3.1 有限元方法的基本理論
        2.3.2 薄殼單元
        2.3.3 材料模型
        2.3.4 接觸算法
    2.4 仿生微圓結(jié)構(gòu)有限元模型的建立與驗證
        2.4.1 有限元模型建立
        2.4.2 準(zhǔn)靜態(tài)壓潰試驗
        2.4.3 有限元模型驗證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 仿生微圓結(jié)構(gòu)軸向壓潰變形模式與耐撞性研究
    3.1 引言
    3.2 金屬薄壁管及其肋板結(jié)構(gòu)變形研究
        3.2.1 金屬薄壁管變形模式
        3.2.2 多胞金屬薄壁管肋板結(jié)構(gòu)變形模式
    3.3 仿生微圓結(jié)構(gòu)變形模式
    3.4 耐撞性對比
        3.4.1 耐撞性評價指標(biāo)
        3.4.2 仿生微圓結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)肋板結(jié)構(gòu)耐撞性對比分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 仿生微圓結(jié)構(gòu)軸向壓潰理論分析
    4.1 引言
    4.2 薄壁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論簡介
        4.2.1 超折疊單元(SFE)理論
        4.2.2 簡化超折疊單元(SSFE)理論
    4.3 傳統(tǒng)肋板結(jié)構(gòu)理論研究
        4.3.1 兩邊肋板結(jié)構(gòu)
        4.3.2 三邊肋板結(jié)構(gòu)
        4.3.3 四邊肋板結(jié)構(gòu)
    4.4 仿生微圓結(jié)構(gòu)理論研究
        4.4.1 仿生微圓結(jié)構(gòu)理論模型建立
        4.4.2 仿生微圓結(jié)構(gòu)理論模型驗證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 仿生微圓結(jié)構(gòu)幾何兼容性與結(jié)構(gòu)擴展
    5.1 引言
    5.2 仿生微圓結(jié)構(gòu)幾何兼容性
    5.3 仿生微圓結(jié)構(gòu)擴展
        5.3.1 比能量吸收對比分析
        5.3.2 壓潰載荷效率對比分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3788791