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文檔簡介
1、鋁泡沫填充薄壁金屬筒的復合填充結構廣泛地應用于在減輕構件質量的前提下提高構件的抗沖擊性能和能量吸收能力。本文采用有限元顯式動力分析程序Ls.DYNA來研究鋁泡沫填充薄壁金屬筒的復合結構在軸向沖.
擊載荷作用下的變形和能量吸收特性。模擬從模型的長寬比、外層金屬筒的寬厚比和填充用的泡沫金屬的密度三個方面進行,并模擬了復合填充筒保險杠受沖擊后的響應。選擇LS-DYNA材料庫中24號piccewise linearplastic
2、hardening(分段線性塑性硬化)模型和63號Crushable foam material(沖擊泡沫)材料模型分別模擬鋁金屬筒和泡沫鋁兩種材料;用殼163單元和固體164單元分別對薄壁金屬筒和泡沫金屬進行網格劃分;并在模擬時引入了trigger機制,它能使構件受沖擊后的變形更加的平穩(wěn),但不會改變結構總的變形吸收能。考慮到模型的對稱性,建立了1/4模型,并添加了相應的對稱約束、接觸和邊界條件,減少了模擬的時間,增加了模擬的準確性。<
3、br> 與單獨的薄壁金屬筒或鋁泡沫金屬相比,二者組成的復合結構能夠在減輕重量的前提下提高整體構件的剛度,縮短由沖擊引起的褶皺長度,增加構件的比吸收能,所以能有效的將峰值應力控制在破壞應力以下。
模擬實驗的結果與實驗結果吻合,證實了試驗方法的準確性。模擬結果顯示了:
(1)將泡沫金屬填充進薄壁金屬筒構成填充件,與單獨使用泡沫金屬或者薄壁金屬筒相比,可以大幅度的減小米賽斯平均應力的大小,增加撞擊時吸收的能量
4、。
(2)試件長度越長,填充泡沫金屬的密度越小,薄壁金屬筒的厚度越薄,在沖壓時形成的褶皺越多,褶皺的規(guī)則性越好,外層薄壁金屬筒被破壞的程度越小。填充不同密度分布的模型受壓后產生的褶皺的個數較單獨填充低密度泡沫金屬時少,但比單獨填充高密度泡沫金屬時多。
(3)外側薄壁金屬筒的厚度越大,撞擊后填充件的米賽斯平均應力越大;內部充填的泡沫金屬的密度的大小,填充不同密度分布的泡沫金屬和模型的長徑比對整體構件的平均應力影
5、響不大。
(4)增大外側薄壁金屬簡的厚度,增大填充的泡沫金屬的密度都可以增加構件撞擊后吸收的能量;填充件的長徑比對構件撞擊后吸收能量的多少影響不大。采用不同密度的泡沫金屬分層填充的構件,在加載時間相同的條件下,構件吸收的能量幾乎相同,并且所吸收的能量值介于用130kg/m3和250kg/m3泡沫金屬單獨填充時所吸收的能量之間。
(5)用復合填充結構代替空金屬筒做保險杠的吸能構件作用明顯,既可以減小保險杠的變形
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