薄壁管件不同截面的碰撞吸能仿真研究

该篇论文深入探讨了不同截面形式的薄壁管件在机械碰撞吸能方面的仿真分析。作者孙治华，来自长安大学车辆工程系，专注于此类结构在实际应用中的关键性能研究。薄壁管件作为机械领域常见的能量吸收装置，其工作原理基于在碰撞过程中发生的不可逆塑性变形，这种变形能够有效地吸收和消耗碰撞能量，从而保护机械主体免受损伤，提升其耐撞性。 论文的核心内容集中在对比分析不同截面形式对薄壁钢结构管件的耐撞特性的影响。作者选取薄壁钢质管件作为研究对象，借助LS-DYNA等有限元软件进行仿真模拟，以全面理解这些管件在正面碰撞时的能量吸收规律。在有限元仿真过程中，重点考察了管件的轴向强度、稳定性以及在复合载荷下的变形行为，强调了塑性弯曲、扭曲和屈曲等非线性变形在能量转化中的关键作用。 由于薄壁管件的变形过程极其复杂，现有的理论方法难以精确预测其在复杂载荷下的性能。然而，作者指出，通过能量转换的角度来看，薄壁管件主要通过塑性变形来实现能量的吸收，而非弹性储存。论文进一步强调了材料性能、横截面形式、壁厚以及预变形等因素对吸能效果的显著影响，这为后续的科学研究提供了重要的参考依据。 论文还详细介绍了薄壁管件碰撞仿真的具体步骤，包括选择具有规则截面、特定壁厚和长度的管件模型，以及如何通过数值模拟技术来揭示其在碰撞过程中的动态响应。通过对不同截面形式的对比研究，论文旨在揭示一个通用的薄壁管件能量吸收特性模型，以支持未来在机械设计尤其是汽车车身设计领域的实践应用。 这篇论文不仅深入剖析了薄壁管件的吸能机制，而且提供了实用的仿真工具和技术，对于优化机械设计中的碰撞防护性能具有重要的科学价值。