薄壁管结构的耐撞性研究

柳忠彬^1,2，李玉如¹，肖守讷²，王欢¹

1. 四川理工学院机械工程学院2. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室

摘 要：通过非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对异截面同厚度和同截面异厚度的薄壁结构进行了数值分析,研究了其截面形状、壁厚、诱导槽等对撞击性能的影响,得出了薄壁管结构的吸能特征。分析表明:（1）锯齿管与圆形管具有相近的吸能效果,可以作为一种新型的薄壁管吸能元件;（2）横截面形状对薄壁管的比吸能有很大的影响,圆形管比吸能效果最好;（3）薄壁管的吸能随厚度增加而提高,但撞击力峰值与撞击力均值也会随之增加,达到4mm时吸能不再提高;（4）预变形结构能够使薄壁管的比吸能减少极小的情况下大幅降低撞击力峰值与撞击力均值,能有效地避免对乘客带来二次伤害,极大地提高了机车的耐碰撞性能。

关键词：非线性;数值分析;薄壁管结构;比吸能;撞击力;耐碰撞;