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题名新型仿竹薄壁圆管的设计与吸能特性分析
被引量：10
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作者
于鹏山
刘志芳
李世强
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机构
太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所
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出处
《高压物理学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期102-112,共11页
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基金
国家自然科学基金(11772216,12072219)。
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文摘
受自然界毛竹微观结构的启发,在传统双圆管结构的基础上,在内、外圆管之间引入双菱形肋骨,设计了一种新型仿竹薄壁圆管。基于超折叠单元理论,建立了轴向压缩时仿竹薄壁圆管的理论分析模型。利用ABAQUS有限元软件对新型仿竹薄壁圆管进行轴向压缩的数值模拟,分析了双菱形肋骨数、内管直径、壁厚等因素对新型仿竹薄壁管耐撞性和变形模式的影响,并与传统双圆管结构进行了对比。结果表明:理论预测与数值模拟结果吻合,平均压缩力和比吸能的误差均在10%以内。与传统双圆管相比,新型仿竹薄壁圆管的比吸能提高了83.61%,压缩力效率提高了198.65%。肋骨数对结构耐撞性能有显著影响,随着双菱形肋骨数目的增加,结构的比吸能逐渐增加,初始峰值力也随之提高;肋骨数较少时,结构出现局部屈曲变形,影响其吸能能力。内管直径越小,初始峰值力越高;内管直径越大,比吸能越小。
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关键词
仿生竹
双菱形肋骨
薄壁圆管
比吸能
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Keywords
bio-bamboo
double-rhombic ribs
thin-walled circular tube
specific energy absorption
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分类号
O341
[理学—固体力学]
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