作者:孙佳睿; 马其华; 甘学辉; 孙泽玉 期刊:《宇航材料工艺》 2019年第06期
基于准静态横向弯曲试验对缠绕工艺下制备的CFRP/Al混合圆管进行抗弯性能和吸能特性研究,分析了混合圆管的破坏模式,基于不同纤维缠绕角度的碳纤维复合材料-铝合金混合圆管三点弯曲试验结果,通过有限元仿真方法研究了内层纤维缠绕角度对其横向抗弯与吸能特性的影响。试验结果表明,CFRP-Al混合圆管横向载荷下的失效形式、损伤模式与纯铝管基本保持一致,但受纤维缠绕角度的影响失效形貌略有差异。纤维缠绕角度越小,CFRP-Al混合圆管的...
作者:郭亚鑫; 袁梦琦; 钱新明; 赵磊 期刊:《中国安全生产科学技术》 2019年第12期
为减少危险化学品爆炸事故造成的大量应急救援人员伤亡,提升应急救援人员防爆服的防爆能力,有效抵御由爆炸产生的冲击波、破片及高温对人体造成的伤害。研究了具有负泊松比效应的内凹蜂窝结构,通过准静态及激波管冲击实验,对比分析了传统蜂窝结构与内凹蜂窝结构在力学特性、吸能效果与冲击波衰减效率等方面的差异;通过改变内凹蜂窝中结构单元的凹角、尺寸以及构成蜂窝结构的原材料实现对蜂窝结构的优化设计,并对优化后的蜂窝结构吸...
作者:崔世堂; 梁琳琳; 李德龙; 张科 期刊:《兵器装备工程学报》 2018年第09期
利用理论分析、实验和数值方法研究了一款缓冲吸能装置在准静态条件下的吸能特性。通过准静态加载实验,确定了单个和多个缓冲器串联时的载荷位移曲线、压溃载荷及耗散的能量。通过数值方法验证了理论假设的正确性,得到了摩擦耗散能量和塑性变形耗散能量的具体数值。该装置结构简单、体积小,吸收的能量高,其载荷位移曲线具有较长的平台段,压溃载荷幅值高且平稳,可使保护对象得到有效防护。
作者:章德平; 王峰; 高勇; 杨军胜 期刊:《机械设计与制造》 2018年第09期
薄壁吸能结构的抗弯性能对于汽车碰撞安全是至关重要的,然而影响薄壁结构吸能特性的因素非常复杂,在具体结构设计的过程中还需要兼顾轻量化因素,这就使得薄壁结构弯曲吸能特性的优化工作难以开展。为了解决上述问题,对单帽型薄壁梁抗弯性能进行了有限元仿真分析,并与试验曲线进行对比,进而验证了数值模型的可靠性。为进一步提高单帽型梁的抗弯性能,利用RBF响应面近似模型、NSGA-Ⅱ多目标优化设计方法,进行了单帽型薄壁结构的弯曲吸...
作者:胡俊; 任建伟; 吴德义 期刊:《应用力学学报》 2018年第05期
以EPS混凝土为基础,建立了轻型混凝土材料有限元模型,分析了该类材料对外界冲击势能的耗能方式以及在不同工况下各种耗能方式对材料耗能特性的影响;分析了在不同冲击速度及不同材料组分下胶凝基质、柔性骨料对该材料吸能性能的贡献率。分析结果表明:随着冲击速度的增加,缓冲材料由以应变消能为主逐渐向惯性消能为主过渡;对于缓冲材料而言,增加柔性骨料掺量以及提升外界冲击速度将导致柔性骨料的吸能贡献率增大和胶凝材料的吸能贡...
作者:范宇轩; 张睿智; 朱雨璇; 罗国强; 张建; 沈强; 张联盟 期刊: 2019年第08期
采用超临界二氧化碳发泡方法制备不同密度的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/碳纳米管(CNT)微孔发泡复合材料,并详细研究了该材料的压缩性能、本构方程与吸能特性。基于非线性唯象本构模型拟合得到了PMMA/CNT微孔发泡复合材料在准静态压缩下的本构方程,并基于此获得该材料的吸能特性。从吸能特性的分析结果可知,PMMA/CNT微孔发泡复合材料的吸收能量、吸能效率与理想吸能效率均与密度相关。当应变相同时,密度越大,吸收能量越大。不同密度的...
作者:宫伟力; 张自翔; 高霞; 何满潮; 李晨 期刊:《地下空间与工程学报》 2019年第01期
为了研究恒阻大变形锚杆在动力冲击作用下的吸能规律,开展了双根并联恒阻大变形锚杆动态冲击拉伸实验。实验结果表明:随着冲击速度的增加,恒阻大变形锚杆的工作阻力和伸长量均越来越大,恒阻大变形锚杆伸长单位长度吸收的能量增加。双根并联恒阻大变形锚杆冲击力时程曲线可见两个峰值,第二个峰值总是小于第一个峰值,即当多个恒阻大变形锚杆并联工作时,其冲击力响应水平是逐个衰减,能够有效缓解冲击效应。同时,采用红外热成像法对恒...
作者:曹立波; 陈龙; 吴俊; 吴军亭; 石先耀 期刊:《汽车安全与节能学报》 2018年第01期
开发了一种对撞型台车小型试验装置。该装置无需固定壁障,地基长25m,宽2.2m。通过弹性绳驱动,将传统试验台车撞击固定壁障的外力平衡,转化为试验台车和配重台车对撞的内力平衡。采用拉伸吸能筒达到吸能目的,建立了一种吸能装置有限元模型(FEM),并进行了准静态拉伸试验。通过对标位移与力曲线,并采用最小二乘法确定目标函数,研究吸能筒与压缩块之间的摩擦因数及吸能特性。仿真结果表明:当摩擦因数为0.177时,试验与仿...
作者:杨丽; 曲凤娇; 静宇; 韩超; 田晓龙; 王丽鹏 期刊:《有色金属加工》 2019年第04期
以公司产某型号铝合金吸能盒产品为研究对象,设计采用不同试验速度和引导角度对其进行轴向压溃试验,通过对试验结果中峰值载荷和吸收能量进行分析,研究其对吸能特性的影响。结果表明,当引导角度为10°时,吸能特性较好;试验速度对吸能特性的影响并不明显。
作者:马其华; 周琪; 甘学辉; 翁文涤; 孟征云 期刊:《工程塑料应用》 2019年第08期
薄壁结构广泛应用于汽车、飞机等机械系统的承力部件中。金属碳纤维增强复合材料混合薄壁管兼顾了复合材料轻质与高吸能性,以及金属成型与连接工艺可靠等双重特点,是实现碳纤维复合材料替代金属结构的理想过渡性材料。笔者从混合薄壁管在不同载荷方式下的吸能性分析、失效模式以及影响因素等方面进行了综述。分析表明,通过缠绕或卷绕工艺制成的金属碳纤维增强复合材料混合薄壁管通过合理设计与工艺控制,可以实现对于金属薄壁管的有...
作者:王鼎; 武海玲; 白利红; 王彦莉; 袁威 期刊:《兵器材料科学与工程》 2019年第01期
针对航空航天兵器等领域对抗冲击材料与结构的迫切需求,采用霍普金森压杆系统,研究铁基泡沫材料动态压缩力学性能,并给出不同应变率下铁基泡沫材料的能量吸收特性。结果表明:铁基泡沫材料具有较强的应变率敏感性,与静态压缩相比,动态加载条件下铁基泡沫材料的最大压缩应变更大,且动态压缩曲线出现应力平台段,应力平台值随应变率增大而增大;铁基泡沫材料在4个应变率下的单位体积吸收能量分别为169.45、202.36、219.26、254.24 kJ/m^...
作者:贺世忠; 黄科 期刊:《机械强度》 2019年第04期
以膨胀管式吸能元件为研究对象,通过全自动电液伺服压力机和大型落锤冲击试验机,对9个样件进行了18次试验。基于试验数据和数值模拟结果,分别研究了壁厚、锥头外径、冲击速度这三个参数对吸能元件吸能特性的影响。试验结果表明:膨胀管式吸能元件对速度冲击不敏感,落锤冲击下吸能元件的平稳缓冲力与准静态压缩时平稳缓冲力的比值约为0.96~0.98;当锥头外径一定时,吸能元件缓冲力与膨胀管壁厚基本成线性关系;当膨胀管壁厚一定时,吸能...
作者:卢天健 期刊:《噪声与振动控制》 2018年第A01期
高孔隙率超轻多孔材料按照其内部孔形貌可分为随机多孔以及规则多孔两大类。随机多孔材料内部的孔大小不等且排布非均匀,包括闭孔及通孔泡沫材料、纤维多孔材料、颗粒多孔材料等。除了具有良好的缓冲、吸能特性,通孔泡沫也是常用的吸声材料。规则多孔材料的孔结构周期排布,如点阵结构,具有高比刚度、高比强等优良的力学性能,但一般不具备吸声性能。在随机多孔及规则多孔材料研究基础上,将泡沫材料和蜂窝、波纹等点阵材料复合...
作者:牟浩蕾; 张雪晗; 宋东方; 冯振宇; 解江 期刊:《振动与冲击》 2018年第22期
针对纤维增强复合材料层合试验样件,对[90] 16 和[0] 16 试验样件分别进行拉伸、压缩试验,对 [±45] 4s 试验样件进行剪切试验,分析其破坏模式,通过SEM扫描电镜观察试验样件断口微观形貌,揭示其细观破坏机理.针对纤维增强复合材料层合薄壁结构,对[±45/0/0/90/0] s圆管、[0/90] 3s 圆管、[0/90] 3s 方管和[±45] 3s 方管进行准静态轴向压溃试验,分析其宏观破坏模式及吸能特性.结果表明:宏观破坏模式是多种细观破坏机理共同作用的结果...
作者:解江; 马骢瑶; 霍雨佳; 周建; 牟浩蕾; 冯振宇 期刊:《振动与冲击》 2018年第20期
研究T700/3234复合材料薄壁圆管轴向压溃吸能特性受纤维铺层角度变化的影响规律。开展复合材料力学性能试验和薄壁圆管轴向准静态压溃试验。通过对比圆管轴向压溃峰值载荷及比吸能等指标的试验结果,验证建立的复合材料圆管有限元模型和分析方法。基于验证的有限元分析方法,探讨了复合材料纤维铺层角度的变化对薄壁圆管轴向压溃吸能特性的影响规律。结果表明,在准静态轴向压缩载荷下,随着纤维铺层角度的增大,比吸能先增大后减小;纤...
作者:齐明思; 强志鹏; 张伟; 贺高锋; 薛洋洋; 张纪平 期刊:《包装工程》 2018年第23期
目的 制备泡沫铝-聚氨酯复合材料,并研究球形开孔泡沫铝的孔隙率、聚氨酯(PU)的含量对泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能和吸能性能的影响。分析泡沫铝孔隙率、聚氨酯含量对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能效率和理想吸能效率的影响规律。方法 通过对复合材料试样进行准静态压缩试验,得出对应的应力-应变曲线,进一步推导出吸能-应变曲线、吸能效率-应力曲线和理想吸能效率-应力曲线。结果当泡沫铝的孔隙率一定时,随着PU含量的上升,泡沫铝...
作者:杨洁; 肖小亭; 吴菲; 刘倩 期刊:《锻压技术》 2018年第07期
以超细软304不锈钢丝绳为基材,采用短针环形钩织和真空固相烧结的方法制备一种新型多孔管,研究了该多孔管的轴向冲击吸能特性。将多孔管(C)与6063铝合金空心薄壁管(T)复合制备了两种不同复合形式的复合管——外复合管(TC)、薄壁芯复合管(CTC)。对复合管结构及相应的铝合金空心薄壁管进行了轴向冲击吸能性能对比研究。结果表明:新型钩织多孔管具有优良的吸能特性,是良好的吸能结构组件。复合结构的能量吸收(EA)、初始峰...
作者:冯振宇; 解江; 李恒晖; 程坤; 马骢瑶; 牟浩蕾 期刊:《航空学报》 2019年第02期
为了研究大飞机坠撞特性及数值分析方法,选取大飞机货舱地板下部结构为研究对象,建立其有限元模型,实现显式动力学的求解与分析。考察倒置、固支的货舱地板下部结构在200kg落重以7m/s垂直冲击下的结构响应、吸能与失效的动态行为,识别落重冲击过程中结构变形与失效模式、冲击响应特性及能量吸收与耗散机理。仿真结果表明,货舱地板下部结构的机身框组件、支撑件组件是主要吸能结构,冲击能量的吸收主要依靠上述结构的塑性变形与失效,...
汽车吸能盒是汽车被动安全的关键结构之一,基于磁流变技术的吸能盒能实现对汽车碰撞缓冲过程的半主动控制。通过建立磁流变液在吸能盒中的流动特性方程,理论分析磁流变液吸能盒的吸能特性,实现缓冲过程缓冲力的理论建模。
作者:洪翔; 姚松; 郭星星 期刊:《机械强度》 2018年第02期
为了研究轴向预压金属圆管在轴向冲击载荷下的力学行为和吸能特性,基于Abaqus对承受轴向预压的半径厚度比R/t为15的金属圆管轴向冲击进行了有限元分析,同时考虑到初始几何缺陷、预加载引起的初始几何形变、边界条件等因素的影响,在有限元仿真时建立了相应的对照组。仿真结果表明:(1)固定端简支条件下比固支条件下出现的变形模式更为复杂,吸能特性和其对应变形模式有很大关系,当非对称褶皱较多时,吸能特性变差;(2)初始几何缺陷...