發(fā)布時(shí)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(shè)計(jì)中。膨脹管式吸能器具有吸能行程長(zhǎng)、穩(wěn)定平穩(wěn)的緩沖力等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還具有對(duì)沖擊載荷的方向性和沖擊載荷的速度不敏感等優(yōu)點(diǎn)。為了更好的利用膨脹管式吸能器應(yīng)對(duì)其吸能特性進(jìn)行充分研究。本文進(jìn)行了膨脹管式吸能器結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)、理論模型建立和數(shù)值模擬仿真等方法對(duì)其吸能特性進(jìn)行研究分析。并針對(duì)研究成果對(duì)工程實(shí)例所需的一款膨脹管式吸能器進(jìn)行實(shí)例設(shè)計(jì)并加以試驗(yàn)驗(yàn)證,為膨脹管式吸能器結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)依據(jù)。首先,本文以Instron標(biāo)準(zhǔn)電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)膨脹管材料的力學(xué)性能進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。隨后應(yīng)用電液伺服多通道加載試驗(yàn)機(jī)對(duì)膨脹管式吸能器組合件進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn),得到準(zhǔn)靜態(tài)壓縮狀態(tài)下基于參數(shù)化的膨脹管吸能特性。隨后本文應(yīng)用落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)膨脹管式吸能器進(jìn)行高速動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn),驗(yàn)證結(jié)構(gòu)合理性和得到高速?zèng)_擊狀態(tài)下膨脹管式吸能器的動(dòng)態(tài)沖擊響應(yīng)特性。并得到基于參數(shù)化的膨脹管動(dòng)態(tài)沖擊響應(yīng)特性以及不同沖擊速度對(duì)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(jī)理,所采用的變形模式由直線和弧線段組成,變形機(jī)理輪廓的曲線斜率是連續(xù)的。除了所采用的變形機(jī)理外還加入了材料應(yīng)變硬化和摩擦的影響。最后,本文利用ANSYS/LS-DYNA軟件對(duì)多組動(dòng)態(tài)沖擊試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬仿真,同時(shí)以多組試驗(yàn)結(jié)果來(lái)修正和更改數(shù)值模擬設(shè)置。在理論模型與數(shù)值模擬可靠性的基礎(chǔ)上來(lái)指導(dǎo)膨脹管式吸能器的研究。并通過(guò)理論推導(dǎo)與模擬仿真結(jié)論設(shè)計(jì)一款實(shí)際工程所需膨脹管式吸能器結(jié)構(gòu),并對(duì)所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：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(chē)為代表的交通行業(yè)有了空前的進(jìn)步，為人行和生活提供了極大的方便，但是隨著交通工具數(shù)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(lái)的生命財(cái)產(chǎn)損失也 是巨大的。例如，200 13 日，美國(guó)洛杉磯的兩輛火車(chē)發(fā)生撞擊，客車(chē)的車(chē)身被切開(kāi)，車(chē)廂發(fā)生側(cè)翻 25 人死亡，100 余人受傷。2008 年 4 月，在中國(guó)膠濟(jì)鐵路運(yùn)行的 T195 與 503以 131km/h 速度相撞，導(dǎo)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(guó)內(nèi)外兩起車(chē)輛嚴(yán)重事故如圖 1.1 所示。保證交的安全運(yùn)行已經(jīng)成為社會(huì)愈發(fā)關(guān)注的問(wèn)題[1]。

生碰撞事故或特定的沖擊事件時(shí)能夠吸收沖擊能例如，軌道列車(chē)的吸能裝置主要包括三部分：車(chē)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(yīng)用于直升機(jī)乘員座椅下，以保障在突發(fā)墜類(lèi)型與特點(diǎn)要的吸能元件種類(lèi)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(yīng)用于汽車(chē)、軌撞吸能中。主要通過(guò)自身的軸向塑性變形來(lái)吸收但是薄壁金屬管存在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變形不穩(wěn)定不可壓縮如圖 1.2 所示。

圖 1.3 點(diǎn)陣片吸能元件結(jié)構(gòu)圖壁管是為了避免泡沫鋁在變形過(guò)程中可能產(chǎn)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(guò)程不平穩(wěn)，吸能效率低，應(yīng)用較少[26 1.4 所示。圖 1.4 泡沫鋁填充薄壁管吸能元件內(nèi)外緩沖吸能器種類(lèi)進(jìn)行總結(jié)概括有[29, 30]：橡膠

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2757922