泡沫铝填充多棱管的吸能分析
2011-09-17程涛,向宇,李健,余玲
振动与冲击 2011年9期
关键词:变形
程 涛,向 宇,李 健,余 玲
(1.广西工学院 汽车工程系,柳州 545006;2.武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉 430079;3.广西工学院 图书馆,柳州 545006)
泡沫铝是在铝或铝合金基体中分布大量连通或不连通孔洞的多功能轻质材料,具有孔隙率高、比强度高、比刚度大等一系列优良性能,是包装和保护装置的高效吸能材料。金属薄壁管也是很好的吸能材料。但是随着壁厚、长细比的变化,薄壁管的失稳模态也会发生很大变化。当长细比较大或壁厚增加到一定程度后,结构会出现整体失稳,其临界力可用欧拉公式确定。当长细比较小时,薄壁结构按局部屈曲模态失稳[1]。一些学者[2]对一些薄壁结构发生局部屈曲失稳的临界力也作出了一些研究。
当薄壁多棱管相邻侧面的两块板壳中的一块板壳发生局部屈曲时,必然牵制相邻板壳一起屈曲;相邻的强板会对弱板起支援作用,延缓它的屈曲,而弱板会对强板的屈曲起促进作用。由于板壳间的约束作用,各板壳屈曲之后,整个截面具有屈曲后承载力[3]。
通过薄壁方管、圆管的半波长和平均压溃力的分析模型[4,5],Kim[6]和 Hanssen[7]等对铝合金和钢的薄壁方管与圆管以及它们的各种组合结构的吸能性能进行了研究。并采用比吸能(吸能量与薄壁结构质量的比值)分析比较不同结构吸能效果的优劣[8]。
在准静态条件下,泡沫铝填充多棱管(简称填充管)可以依靠泡沫铝和多棱管的相互作用,大幅度提高泡沫铝和薄壁管的承 载 能力和吸能 性 能[9-12]。……
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