轴向串联式吸能管的缓冲吸能特性

• Published in: 爆炸与冲击 Vol. 44; no. 11; pp. 102 - 111
• Main Authors: 张筱, 肖勇, 刘洪波, 刘奇, 杜小坤, 张洋洋
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北京航天发射技术研究所,北京 100076 01.11.2024
• Subjects: 吸能管; high-speed impact test; axial series; 轴向串联; dynamic constitutive; 动态本构; 高速冲击试验; 有限元模拟; finite element analysis; energy absorption tube
• ISSN: 1001-1455
• DOI: 10.11883/bzycj-2023-0460

O341%TJ768.2; 针对工程技术领域的碰撞载荷削峰减载问题,采用数值模拟与试验相结合的方法研究了轴向串联式吸能管的吸能特性:首先基于材料高速拉伸试验,构建吸能管的材料Johnson-Cook动态本构参数,并对拟合参数有效性进行评估;随后通过数值模拟与高速冲击试验研究高速撞击过程中吸能管的缓冲吸能特性,评估仿真与试验的一致性;最终通过数值模拟对吸能管轴向串联构型与单管构型之间的吸能评价指标开展对比分析.分析研究表明:数值模拟与冲击试验的变形模式、载荷曲线、吸能评价指标均吻合较好,材料性能参数准确,仿真预示方法有效,高速冲击试验方案合理可信;与相同结构参数的串联构型吸能管相比,单管构型吸能管在压缩过程中会出现非轴对称、不稳定的扭曲变形,单管构型的有效压缩行程减小了 13%,峰值载荷提高了 33.4%,撞击瞬间载荷提高了 15%,平均压缩力提高了13%,载荷峰均比提高了 17.7%;吸能管的串联构型是更为理想的缓冲吸能结构.