尹华伟，王陈凌，段金曦，刘利民

（1.湖南大学土木工程学院，湖南 长沙 410082；2.湖南湖大土木建筑工程检测有限公司，湖南 长沙 410082；3.国防科学技术大学指挥军官基础教育学院，湖南 长沙 410072；4.湖南泽天传感科技有限公司，湖南 长沙 410131）

薄壁金属构件由于成本低廉、轻质高强且具有能量吸收效率高等特点，广泛应用于碰撞耗能系统[1–2]。耐撞性是指在受到冲击荷载作用下，结构中吸能元件能够将碰撞中大部分动能以可预测和可控制的方式转化为其他形式能量的性质[3]。首先，在薄壁构件耐撞性设计中应以稳定可控的变形方式吸收尽可能多的能量；其次，宜最大限度地降低碰撞过程中薄壁构件所承受的压溃力[4]。由于较高的压溃力会使被保护构件受到较高载荷从而受损，因此碰撞过程中最大峰值压溃力应限制在安全阈值内。

为了更好地控制薄壁管变形模式来提高其吸能量同时尽可能减小其最大峰值压溃力，人们研制了一系列由薄壁圆管改进的吸能元件，如刻槽管[5]、波纹管[6–7]、变截面管[8]、仿生物管[9]等。谭丽辉等[5]在薄壁管上分别设置圆弧形诱导凹槽、凸槽和凸凹交替的诱导槽进行数值模拟，结果表明设定合理的诱导槽既能保证吸能量又降低了压溃力。Eyvazian 等[6]在薄壁管上设计不同尺寸和方向的波纹，并与简单管进行对比试验研究，分析了各类波纹管的耐撞性。Liu 等[7]通过仿真分析了不同波长和幅度的正弦薄壁波纹管在轴向冲击下的变形模式和能量吸收特性。……