新型仿竹六边形梯度层级多胞管耐撞性对比分析

邓小林; 杨馥模; 覃善甘

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221099

吉林大学学报(工学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (02) : 333 -345. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221099

新型仿竹六边形梯度层级多胞管耐撞性对比分析

邓小林, 杨馥模, 覃善甘

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摘要

设计并提出了一种新型的仿竹六边形梯度层级多胞管。首先，采用超折叠单元方法推导了六边形单梯度层级多胞管的平均冲击力的理论解，开展了方管的实验研究，利用理论解及实验结果对有限元数值模型的精确性进行了验证。其次，利用验证后的数值模型分析了不同壁厚的仿竹六边形梯度层级多胞管的耐撞性能。最后，系统地研究了仿竹六边形梯度层级多胞管相比常规方管、六边形管、六边形单梯度层级多胞管在相同质量、相同初始峰值力和相同能量吸收条件下的耐撞性能。研究结果表明：提出的仿竹六边形梯度层级多胞管能有效降低结构的初始峰值力和提高结构的冲击力效率，在相同质量、相同初始峰值力和相同能量吸收条件下，仿竹六边形梯度层级多胞管的综合耐撞性能都要优于常规方管、六边形管和六边形单梯度层级多胞管。研究结果能为新型梯度层级多胞管的结构创新设计提供参考。