浏览全部资源
扫码关注微信
横截面形状演化对多胞方管的耐撞性影响研究
Study on influence of cross section shape evolution on crashworthiness of multicellular square tubes
- 机械强度 2025年47卷第3期 页码：32-40
- 作者机构：
梧州学院 电子与信息工程学院，梧州 543002
- 作者简介：
蔡珍珍，女，1992年生，广西桂林人，硕士，助教；主要研究方向为汽车碰撞；E-mail：caizhenzhen0827@163.com。
- 基金信息：国家自然科学基金项目(52065059;52365036);广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2023KY0703);梧州市科技计划项目(202202042)
DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.004
中图分类号：收稿日期：2023-06-24，
修回日期：2023-08-11，
纸质出版日期：2025-03-15
- 稿件说明：
移动端阅览
蔡珍珍，邓小林，黄翠萍，等. 横截面形状演化对多胞方管的耐撞性影响研究［J］. 机械强度，2025，47（3）：32-40.
CAI Zhenzhen，DENG Xiaolin，HUANG Cuiping，et al. Study on influence of cross section shape evolution on crashworthiness of multicellular square tubes［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（3）：32-40.
蔡珍珍，邓小林，黄翠萍，等. 横截面形状演化对多胞方管的耐撞性影响研究［J］. 机械强度，2025，47（3）：32-40. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.004.
CAI Zhenzhen，DENG Xiaolin，HUANG Cuiping，et al. Study on influence of cross section shape evolution on crashworthiness of multicellular square tubes［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（3）：32-40. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.03.004.
摘要
以多胞方管为研究对象，采用验证后的有限元模型，研究了多胞方管横截面形状演化对结构吸能的影响。研究结果表明，相同质量条件下，能量吸收最好的
k
=0.25的多胞方管比吸能最差的
k
=0.40的多胞方管提高了26.34%。相同壁厚下，
k
=0.25的多胞方管能量吸收和比能量吸收相比吸能效果最差的
k
=0的多胞方管分别提高了311.69%和73.80%，冲击力效率提升了52.51%。最后，系统地开展了形状系数和壁厚对结构耐撞性的参数化研究，研究成果能为多胞方管的创新设计提供参考。
Abstract
Taking multicellular square tubes as the research object
the influence of the evolution of cross section shape on the energy absorption of the structure of multicellular square tubes was studied by using the verified finite element model. The results show that
under the same mass conditions
the multicellular tubes with the best energy absorption
k
=0.25 increased by 26.34% compared with those with the worst energy absorption
k
=0.40. Under the same wall th
ickness
the energy absorption with
k
=0.25 and the specific energy absorption of the multicellular tubes were 311.69% and 73.80% higher respectively than that of the ones with
k
=0
and the crushing force efficiency was increased by 52.51%. Finally
the parametric study of shape coefficient and wall thickness on the structural crashworthiness was carried out systematically. The research results can provide a reference for innovative design of multicellular square tubes.
关键词
Keywords
references
马梦娇 ， 刘志芳 ， 李世强 . 波纹芯层夹芯管的轴向压缩吸能特性与多目标优化 ［J］. 高压物理学报 ， 2022 ， 36 （ 6 ）： 115 - 126 .
MA Mengjiao ， LIU Zhifang ， LI Shiqiang . Energy absorption and multi-objective optimization for sandwich tubes with a corrugated core under axial compression ［J］. Chinese Journal of High Pressure Physics ， 2022 ， 36 （ 6 ）： 115 - 126 . （In Chinese）
郝孝恒 ， 张天辉 ， 王根伟 ， 等 . 冲击载荷下正弦波纹夹芯圆柱壳的轴向压缩和吸能特性 ［J］. 高压物理学报 ， 2022 ， 36 （ 4 ）： 173 - 181 .
HAO Xiaoheng ， ZHANG Tianhui ， WANG Genwei ， et al . Axial compression and energy absorption of the sinusoidal corrugated cylinder under impact loading ［J］. Chinese Journal of High Pressure Physics ， 2022 ， 36 （ 4 ）： 173 - 181 . （In Chinese）
XIONG J ， ZHANG Y ， SU L ， et al . Experimental and numerical study on mechanical behavior of hybrid multi-cell structures under multi-crushing loads ［J］. Thin-Walled Structures ， 2022 ， 170 ： 108588 .
HA N S ， PHAM T M ， HAO H ， et al . Energy absorption characteristics of bio-inspired hierarchical multi-cell square tubes under axial crushing ［J］. International Journal of Mechanical Sciences ， 2021 ， 201 ： 106464 .
DENG X L ， QIN S G ， HUANG J L . Crashworthiness analysis of gradient hierarchical multicellular columns evolved from the spatial folding ［J］. Materials & Design ， 2022 ， 215 ： 110435 .
HUANG J L ， ZHENG Z Y ， DENG X L ， et al . Crashworthiness analysis of gradient fractal thin-walled structure ［J］. Thin-Walled Structures ， 2022 ， 181 ： 110102 .
LI K Y ， ZHANG Y ， SU L ， et al . Crushing mechanics of anti-tetrachiral column ［J］. Thin-Walled Structures ， 2022 ， 175 ： 109253 .
HE Y L ， JIN T ， LI X ， et al . Crashworthiness design of hexagonal tubes using self-similar inspired structures ［J］. Materials Today Communications ， 2022 ， 33 ： 104934 .
ZHOU J X ， DONG C ， CHEN B Z ， et al . Out-of-plane crushing performances of cell-based hierarchical honeycombs based on the evaluation criteria for ideal energy absorption ［J］. Thin-Walled Structures ， 2023 ， 182 ： 110246 .
ABDEWI E F ， SULAIMAN S ， HAMOUDA A M S ， et al . Quasi-static axial and lateral crushing of radial corrugated composite tubes ［J］. Thin-Walled Structures ， 2008 ， 46 （ 3 ）： 320 - 332 .
SUN G Y ， PANG T ， FANG J G ， et al . Parameterization of criss-cross configurations for multiobjective crashworthiness optimization ［J］. International Journal of Mechanical Sciences ， 2017 ， 124/125 ： 145 - 157 .
WU S Y ， SUN G Y ， WU X ， et al . Crashworthiness analysis and optimization of Fourier varying section tubes ［J］. International Journal of Non-Linear Mechanics ， 2017 ， 92 ： 41 - 58 .
ZHANG X ， ZHANG H . Energy absorption of multi-cell stub columns under axial compression ［J］. Thin-Walled Structures ， 2013 ， 68 ： 156 - 163 .
LI Z ， MA W ， XU P ， et al . Crushing behavior of circumferentially corrugated square tube with different cross inner ribs ［J］. Thin-Walled Structures ， 2019 ， 144 ： 106370 .
邓小林 ， 杨馥模 ， 覃善甘 . 新型仿竹六边形梯度层级多胞管耐撞性对比分析 ［J］. 吉林大学学报（工学版） ， 2024 ， 54 （ 2 ）： 333 - 345 .
DENG Xiaolin ， YANG Fumo ， QIN Shangan . Comparative analysis on crashworthiness of a novel bamboo-like hexagonal gradient hierarchical multicellular tube ［J］. Journal of Jilin University （Engineering and Technology Edition） ， 2024 ， 54 （ 2 ）： 333 - 345 . （In Chinese）
HA N S ， LU G X ， XIANG X M . Energy absorption of a bio-inspired honeycomb sandwich panel ［J］. Journal of Materials Science ， 2019 ， 54 （ 8 ）： 6286 - 6300 .
邓小林 ， 刘旺玉 . 一种负泊松比正弦曲线蜂窝结构的面内冲击动力学分析 ［J］. 振动与冲击 ， 2017 ， 36 （ 13 ）： 103 - 109 .
DENG Xiaolin ， LIU Wangyu . In-plane impact dynamic analysis for a sinusoidal curved honeycomb structure with negative poisson’s ratio ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2017 ， 36 （ 13 ）： 103 - 109 . （In Chinese）
邓小林 ， 黄家乐 . 轴向变厚度星形管吸能特征及多目标优化研究 ［J］. 振动与冲击 ， 2022 ， 41 （ 8 ）： 287 - 296 .
DENG Xiaolin ， HUANG Jiale . A study on energy absorption characteristics and multi-objective optimization of an axial variable thickness star-shaped tube ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2022 ， 41 （ 8 ）： 287 - 296 . （In Chinese）
DENG X L ， LIU F Y ， CAO L B ， et al . Energy-absorption characteristics of sandwich corrugated square tubes under axial crushing ［J］. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering ， 2022 ， 44 （ 10 ）： 458 .
ZHENG G ， WU S Z ， SUN G Y ， et al . Crushing analysis of foam-filled single and bitubal polygonal thin-walled tubes ［J］. International Journal of Mechanical Sciences ， 2014 ， 87 ： 226 - 240 .
DENG X L ， YANG F M ， CAO L B ， et al . Multi-objective optimization for a novel sandwich corrugated square tubes ［J］. Alexandria Engineering Journal ， 2023 ， 74 ： 611 - 626 .
WANG Z G ， ZHANG J ， LI Z D ， et al . On the crashworthiness of bio-inspired hexagonal prismatic tubes under axial compression ［J］. International Journal of Mechanical Sciences ， 2020 ， 186 ： 105893 .
0
浏览量
0
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-4
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies