鼓胀式仿竹薄壁圆管设计及吸能特性研究

陈秉智; 郭悦; 刘喜微; 卢嘉茗; 李奇健; 牛洪喆; 秦睿贤

doi:10.13291/j.cnki.djdxac.2025.04.008

大连交通大学学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (04) : 70 -76+99. DOI: 10.13291/j.cnki.djdxac.2025.04.008

鼓胀式仿竹薄壁圆管设计及吸能特性研究

陈秉智, 郭悦, 刘喜微, 卢嘉茗, 李奇健, 牛洪喆, 秦睿贤

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摘要

基于毛竹结构的微观特征，设计了一种新型鼓胀式仿竹薄壁圆管。通过数值仿真研究了锥头角度、筋板形状、筋板数量等因素对鼓胀式仿竹薄壁圆管吸能性能的影响，并与传统鼓胀式圆管结构进行对比。为进一步提升鼓胀式仿竹薄壁圆管的吸能性能，提出具有梯度壁厚筋板的仿竹薄壁圆管结构，采用响应面法对梯度壁厚筋板进行多目标优化。研究结果表明：鼓胀式仿竹薄壁圆管的吸能量随锥头角度的增大而递增；结构比吸能随筋板形状变化，与同质量传统薄壁圆管相比，新型鼓胀式仿竹薄壁圆管的吸能量提高了23.08%;对于筋板数量不同的鼓胀式仿竹薄壁圆管，筋板数量为12的薄壁管比吸能最大；与设计的鼓胀式仿竹薄壁圆管相比，优化后的鼓胀式仿竹薄壁圆管比吸能提高了28.02%。