点阵结构填充双薄壁管的能量吸收性能研究

摘要

为提高薄壁结构在压载作用下吸能能力及结构轻量化水平，一种以点阵结构填充薄壁吸能构件的概念被提出。同时，金属3D打印技术的发展为非传统低密度点阵填充结构的制备提供了可能性。提出了在双薄壁管中填充周期性点阵结构的新型薄壁吸能结构。通过实验和数值模拟相结合的方法研究了点阵填充双薄壁管在轴向压载条件下的能量吸收能力。对比分析了点阵结构类型，点阵结构直径及薄壁管的厚度对结构吸能能力的影响。结果表明，在点阵填充双薄壁管结构的渐进变形过程中，由于点阵结构和双薄壁管的相互作用，结构的抗轴向破碎能力得到增强。点阵填充双薄壁管的能量吸收显著高于单个点阵和双薄壁管能量吸收之和。此外，在点阵填充双薄壁管结构的比能量吸收、破碎力效率等抗撞性能上也具有良好表现。提出的点阵填充双薄壁管结构在碰撞吸能领域具有一定的潜在应用前景，为防护结构的设计提供参考。

关键词

点阵结构 / 双薄壁管 / 有限元模拟 / 能量吸收 / 耦合效应

基金资助

国家自然科学基金资助项目(No.11702215)