梯度密度泡沫铝填充锥形汽车吸能盒撞击特性研究

谢毅; 吴熙蔚; 张建勋

应用力学学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (3) : 625 -634.

谢毅, 吴熙蔚, 张建勋

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

为了提升汽车被动安全性能，提升汽车吸能盒在碰撞中的吸能表现，提出了新型含诱导槽填充梯度密度泡沫铝的锥形汽车吸能盒。利用ABAQUS商业有限元软件，通过计算研究了该结构吸能盒撞击性能，探究了泡沫铝密度梯度、诱导槽设计和锥管设计中的多种因素对吸能盒撞击性能的影响，揭示了吸能盒的撞击变形机制和吸能特性。之后以同等质量结构较低峰值载荷及优异能量吸收为优化目标，对填充梯度泡沫铝锥形吸能盒结构进行了优化设计。研究发现，相较于填充均质泡沫铝且底角为90°的吸能盒，底角为85°,逆密度梯度填充泡沫铝并添加一个诱导槽的吸能盒，比吸能提升44%,峰值碰撞力降低16.9%,压溃力效率达到了92.18%。通过优化设计给出了一种轻量化、吸能优异、变形过程稳定且承载低的汽车吸能盒设计方案。