周俊先，陈秉智，秦睿贤

(1.大连交通大学 材料科学与工程学院,辽宁 大连 116021；2.大连交通大学 机车车辆工程学院,辽宁 大连 116021)

金属薄壁管件常被用作轨道车辆的吸能装置，如车钩中的压溃管和车辆端部的吸能梁[1-2]。传统吸能管(方形、圆形和多边形管)存在许多不足，如压溃形态不稳定且能量耗散效率较低，已无法满足先进交通工具对被动安全装置的要求。蜂窝铝[3]和泡沫铝[4-6]结构可以有效改善这种局限，因此被一些学者广泛研究。此外，另一种改善传统管件耐撞性局限的思路是在管件内部增加筋板使管件截面具有多胞构型[7-9]。相比于传统管件，多胞管在载荷稳定性和吸能效率方面均有了显著提升。但多胞结构的吸能潜力并未被充分挖掘，本文将梯度厚度引入到多胞管中并对其截面进行结构优化，进一步提升其吸能效率及耐撞性能。

陈伟刚等[7]最先运用超折叠单元理论分析了多胞管的压溃行为。他们提出了一种简化的折叠机制并在理论上分析了单胞、双胞和三胞矩形薄壁管件在轴向冲击下的力学特性。作为该研究的延伸，同样是基于简化的折叠机制，程耿东等[8]将方形等胞多胞管的截面划分为3个基本元素——L形、十字形和T形部件，并建立了相应的平均撞击力一般理论预测模型。同时，王忠刚等[9]基于复杂的运动学许可模型，对多胞管的撞击行为进行了理论分析，得到了更为精确的平均撞击力预测模型。此外，张雄等[10]推导了具有任意中心角的三板单元和四板单元的平均撞击力方程，基于这些方程可以预测具有任意截面构型的蜂窝和多胞结构的平均撞击力。……