發(fā)布時間：2020-07-16 11:00

【摘要】：膨脹管式吸能器是一種理想的吸能器元件,被廣泛用于能量吸收器的設計中。膨脹管式吸能器具有吸能行程長、穩(wěn)定平穩(wěn)的緩沖力等優(yōu)點,同時還具有對沖擊載荷的方向性和沖擊載荷的速度不敏感等優(yōu)點。為了更好的利用膨脹管式吸能器應對其吸能特性進行充分研究。本文進行了膨脹管式吸能器結構的準靜態(tài)壓縮試驗、動態(tài)沖擊試驗、理論模型建立和數值模擬仿真等方法對其吸能特性進行研究分析。并針對研究成果對工程實例所需的一款膨脹管式吸能器進行實例設計并加以試驗驗證,為膨脹管式吸能器結構的應用提供一定的理論基礎和試驗依據。首先,本文以Instron標準電子萬能材料試驗機對膨脹管材料的力學性能進行拉伸試驗。隨后應用電液伺服多通道加載試驗機對膨脹管式吸能器組合件進行準靜態(tài)壓縮試驗,得到準靜態(tài)壓縮狀態(tài)下基于參數化的膨脹管吸能特性。隨后本文應用落錘沖擊試驗機對膨脹管式吸能器進行高速動態(tài)沖擊試驗,驗證結構合理性和得到高速沖擊狀態(tài)下膨脹管式吸能器的動態(tài)沖擊響應特性。并得到基于參數化的膨脹管動態(tài)沖擊響應特性以及不同沖擊速度對膨脹管式吸能器吸能特性的影響。其次,本文采用了一種新的膨脹管變形機理,所采用的變形模式由直線和弧線段組成,變形機理輪廓的曲線斜率是連續(xù)的。除了所采用的變形機理外還加入了材料應變硬化和摩擦的影響。最后,本文利用ANSYS/LS-DYNA軟件對多組動態(tài)沖擊試驗進行數值模擬仿真,同時以多組試驗結果來修正和更改數值模擬設置。在理論模型與數值模擬可靠性的基礎上來指導膨脹管式吸能器的研究。并通過理論推導與模擬仿真結論設計一款實際工程所需膨脹管式吸能器結構,并對所設計結構進行試驗驗證。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH122
【圖文】：

第 1 章 緒論課題研究的目的、意義著科技的高速發(fā)展，以高速軌道列車為代表的交通行業(yè)有了空前的進步，為人行和生活提供了極大的方便，但是隨著交通工具數量的增多和速度的提升，交故發(fā)生的頻率也大大增加，由此帶來的生命財產損失也 是巨大的。例如，200 13 日，美國洛杉磯的兩輛火車發(fā)生撞擊，客車的車身被切開，車廂發(fā)生側翻 25 人死亡，100 余人受傷。2008 年 4 月，在中國膠濟鐵路運行的 T195 與 503以 131km/h 速度相撞，導致 70 多人死亡，400 余人受傷，以上事故提醒著我們行的安全必須加以提高。以上國內外兩起車輛嚴重事故如圖 1.1 所示。保證交的安全運行已經成為社會愈發(fā)關注的問題[1]。

生碰撞事故或特定的沖擊事件時能夠吸收沖擊能例如，軌道列車的吸能裝置主要包括三部分：車能器；在飛行器軟著陸中常采用膨脹管式吸能器裝置[17, 18]；軍用裝備或其他物資的空投系統(tǒng)中往還可應用于直升機乘員座椅下，以保障在突發(fā)墜類型與特點要的吸能元件種類很多，主要包括薄壁金屬管吸泡沫鋁填充圓管吸能元件、蜂窩吸能元件[21-23]。4, 25]屬于最傳統(tǒng)的吸能元件，廣泛應用于汽車、軌撞吸能中。主要通過自身的軸向塑性變形來吸收但是薄壁金屬管存在結構簡單，變形不穩(wěn)定不可壓縮如圖 1.2 所示。

圖 1.3 點陣片吸能元件結構圖壁管是為了避免泡沫鋁在變形過程中可能產生的壁管中，利用薄壁管的軸向壓潰和泡沫鋁的塑性通常吸能過程不平穩(wěn)，吸能效率低，應用較少[26 1.4 所示。圖 1.4 泡沫鋁填充薄壁管吸能元件內外緩沖吸能器種類進行總結概括有[29, 30]：橡膠

【參考文獻】

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本文編號：2757922