梯度五胞薄壁管高速冲击吸能特性仿真研究

研究了壁厚成线性梯度变化的多胞薄壁管结构在轴向冲击载荷作用下的耐撞性。采用了有限元方法构建梯度多胞结构数值计算模型,并以试验验证了其有效性,最后以碰撞峰值力和比吸能为评价指标,分析了梯度变化和平均壁厚对梯度五胞薄壁结构的耐撞性能影响。结果表明,相比于等厚多胞结构,厚度梯度为正时的梯度多胞结构在轴向冲击载荷作用下的耐撞性得到明显的进一步提高。因此,在给定结构质量的条件下,通过合理分布材料,使得多胞结构截面侧壁厚度呈线性梯度变化,可以进一步改善多胞薄壁结构碰撞吸能特性。     

多边形薄壁多胞管的轴向吸能特性研究

通过数值模拟得到内部添加Y型、三角形和四边形肋板的四、六、八边形薄壁多胞管在准静态轴向荷载作用下的吸能特性,进而基于简化的超折叠单元理论和基本单元法,提出了一种包含正则化平均压溃力修正系数的理论模型,用于预测多边形薄壁多胞管在轴向压溃过程中的响应.研究结果表明:理论预测与数值模拟的结果吻合较好;多胞管的比吸能随着多边形...     

铝合金薄壁椭圆管替代传统吸能泡沫材料的保险杠吸能结构改进

汽车保险杠是汽车中重要的安全装置,吸能泡沫结构作为其缓冲吸能部件,对保护行人小腿有重要作用。为提升乘用车现有保险杠系统的缓冲性能,采用铝合金薄壁管对保险杠原有的吸能泡沫结构进行改进,并分析了铝合金薄壁管的长度和厚度对保险杠保护性能和低速碰撞性能的影响。结果表明:铝合金薄壁管的厚度、长度越大,碰撞过程中能够吸收的能量峰值就越高;经研究改进后的汽车保险杠吸能结构在小腿保护性能、低速碰撞性能上均有显著改善,研究结果对汽车保险杠性能的优化设计有参考意义。     

热处理对多孔铝合金压缩吸能性能的影响

采用渗流铸造工艺 ,制备了Al Si系多孔铝合金 ,讨论了其压缩变形特征及能量吸收性能 ,分别对ZL10 1、ZL111两种多孔铝合金进行T6热处理 ,研究了热处理对这两种多孔铝合金压缩吸能性能的影响。研究结果表明 ,热处理能够提高多孔铝合金的能量吸收能力 ,对屈服强度及能量吸收效率也有显著的影响 ,为提高多孔铝合金的压缩性能 ,应尽可能施行热处理     

规则多孔钼的制备及其吸能特性研究

采用尿素作造孔剂,利用"层铺法"和真空烧结技术制备了孔隙率及孔隙结构可控的多孔钼材料。利用金相显微镜和扫描电镜研究了尿素含量、压制压力和烧结温度对多孔钼孔隙率和微观结构的影响。结果表明,"层铺法"能有效保证多孔钼孔隙的均匀分布及连通性;生坯致密度随压制压力的增大而增大;在1800℃烧结能获得良好的钼粉结合。在加载过程中,多孔钼主要通过孔隙壁的断裂、坍塌及孔隙壁碎片的摩擦来吸收能量。     

基于真实结构的多孔铝缓冲吸能研究

基于真实结构的多孔铝材料,提出了随机胞孔投放算法与材料属性识别算法,并根据结构特点建立了具有随机胞孔大小、随机胞孔分布及随机壁厚的数值计算模型。利用现有实验数据对数值计算模型进行了准静态压缩及动态压缩验证,然后分析了冲击速度、胞孔随机分布、均匀壁厚和随机壁厚对闭孔多孔铝材料缓冲吸能的影响。结果表明,所建立三维细观模型在准静态及动态压缩下的结果与实验数据趋势一致,在准静态下空气对闭孔多孔铝的力学性能影响可忽略。闭孔多孔铝的缓冲吸能能力受冲击速度和壁厚的影响较明显,受胞孔随机分布的影响很小。     

轴向补料对双金属薄壁管冲击液压成形影响的研究

双金属薄壁管冲击液压胀形技术是在液压胀形与冲压成形基础上发展起来的一种复合成形技术。为了获取更好的成形质量,在液压预成形与冲击液压成形相结合的基础上,通过改变液压预成形的加载路径实现双金属薄壁管成形。介绍双金属薄壁管冲击液压成形原理及内管轴向补料方案;利用Dynaform有限元分析内管轴向补料距离对双金属薄壁管壁厚分布的影响,获得轴向补料距离对双金属薄壁管成形规律;同时,分析内管轴向补料距离对管材中截面的对角线长度变化影响规律,从而获得内管轴向补料距离对双金属薄壁管填充性的影响。通过液压预成形阶段加载路径的研究,探明了轴向补料对双金属薄壁管成形规律的影响,为冲击液压载荷作用下的双金属薄壁管成形提供理论与应用支撑。     

铝合金防碰撞吸能管液压成形加载路径研究

针对防碰撞吸能管成形需要,提出了对铝合金6061圆管液压胀形过程的轴向进给补偿-液压力加载路径控制过程.通过数值模拟方法,采用分析软件ABAQUS 6.10对铝合金6061管材液压胀形的加载路径进行了研究.以成形件不发生起皱、破裂两种失效方式以及最终成形壁厚分布为依据,分析了不同轴向进给和液压力加载路径对成形件质量的影...     

翻转管吸能特性及翻管成形工艺的研究

介绍了一种塑性变形吸能的金属翻转管 ,并对其吸能特性进行了研究。这种翻转管可以通过在圆角模上轴压圆管进行翻制 ,讨论了与之相联系的各种变形模式。研究表明 ,采用优化的圆角半径可稳定地翻转 ,而不会屈曲和撕裂 ,并对翻转变形进行了简单的理论分析。     

翻转管吸能特性及翻管成形工艺的研究

介绍了一种塑性变形吸能的金属翻转管,并对其吸能特性进行了研究。这种翻转管可以通过在圆角模上轴压圆和进行翻制,讨论与之相联系的各种变形模式。研究表明,采用优化的圆角半径可稳定地翻转,而不会屈曲和撕裂,并对翻转变形进行了简单的理论分析。     

轻质5052铝合金薄壁焊接吸能管件轴向压缩大变形力学行为

针对汽车用铝合金结构件的安全设计要求,对不同长度的5052H34铝合金焊接单帽结构进行静态轴向压缩试验和有限元模拟。结果表明,构件的长度对其所能承受的最大载荷影响较小,而焊缝的局部性能对结构的平均载荷影响较大;对构件进行有限元模拟发现,其轴向压缩变形模式及叠缩周期与试验结果基本吻合,但构件的载荷和能量吸收与试验结果相差较大。单帽结构在压缩变形过程中,焊缝发生横向折断和纵向撕裂。其中,纵向撕裂导致结构的承载能力迅速下降,是影响结构整体承载能力的关键因素。     

多孔CoCrNi中熵合金的制备和吸能特性分析

本文采用粉末烧结-溶解法成功制备了孔隙率为63%~78%,孔径1.3~2.2mm的多孔CoCrNi中熵合金,借助SEM和XRD对试样的孔形貌和物相组成进行分析,并对试样进行轴向准静态压缩实验研究。结果表明：多孔CoCrNi中熵合金的弹性模量和屈服平台应力均随孔隙率、孔径的增大而减小;相对孔隙率而言,孔径对力学性能的影响程度较低;不同孔隙率的多孔CoCrNi中熵合金其致密应变下单位体积的能量吸收值为34.8~14.3MJ/m₃^,约为泡沫铝的3.8倍,且5种孔隙率的理想吸能效率(I)都接近0.8,说明该多孔CoCrNi中熵合金有潜力成为一种理想的吸能材料。     

锡青铜表面多孔管烧结的新工艺

为了降低多孔管高温烧结和长时间烧结对机体造成的有害影响,优化烧结工艺.通过筛选粉末和两段烧结法,与常规工艺相比,将锡青铜表面多孔管的烧结温度,降低100～200℃.新工艺获得的多孔层孔隙度高、当量孔径在30～45μm之间.采用扫描电子显微镜(SEM)对表面多孔管进行检测,结果显示用新工艺烧结的表面多孔层质量好、结合强度高.分析了新工艺降低烧结温度的机理.     

泡沫铜板与铜粉复合烧结多孔材料的制备

介绍了泡沫铜与铜粉的复合多孔材料松装烧结成形工艺;分别采用SEM观察其几何结构特征和称重法,分析了复合多孔材料的收缩率及孔隙率。结果表明,该材料具有大比表面积、高孔隙率特征;采用与纯铜粉烧结类比的方法,探讨了烧结温度、保温时间及铜粉粒径对复合多孔材料的收缩率和孔隙率的影响。结果显示,相比于铜粉烧结多孔材料,泡沫金属与铜粉烧结复合多孔材料具有更小的收缩率及更大的孔隙率。     

多孔不锈钢薄壁管与316L不锈钢的真空钎焊连接特性

采用镍基BNi7焊膏为钎料,对多孔不锈钢薄壁管与316L不锈钢成功实现真空钎焊连接,并用扫描电子显微镜(SEM)和x射线衍射仪(XRD )对接头界面组织结构进行观察和分析。结果表明焊缝的主要相是Ni-Cr 固溶体和Ni-P金属间化合物。测试连接件的整体拉伸性能,焊接温度980℃及焊接时间615min得到焊接件的最大室温拉伸强度245MPa。在同等条件下,延长保温时间或者提高焊接温度都不能进一步提高焊接强度。这主要是因为浓度梯度引起的熔融的钎料和母材基体的互扩散所致。     

多孔柱准静态压缩力学行为和吸能特性分析

对蜂窝、 内凹和正方形的多孔柱以及加固后的多孔柱在准静态单轴压缩作用下的力学行为和吸能特性进行了实验和仿真研究.通过实验结果和有限元仿真结果的对比,验证了结果的可靠性.基于实验和有限元仿真结果,分析了不同构型多孔性的最大承载力、 弹性模量和吸能能力.结果表明,随着孔隙率的降低,蜂窝构型的最大承载力逐渐增大,3棱加固的蜂...     

镍基合金多孔管不同烧结温度下的孔结构和力学性能

以Inconel625合金粉末和增塑剂为原料,采用增塑挤压工艺成功制备出规格为Ф6 mm×600 mm的薄壁细长镍基合金多孔过滤管坯体。研究了烧结温度对过滤管孔结构和性能的影响。结果表明,随着烧结温度的提高,过滤管的烧结收缩率增大、拉伸断裂强度提高,最大孔径和相对透气系数则呈现逐渐降低的趋势。经1120℃×2 h真空烧结制得的镍基合金过滤管的最大孔径为1.42μm、相对透气系数为31.53 m~3/(h·k Pa·m~2),拉伸断裂强度为340.83 MPa。在该条件下得到的镍基合金过滤管具有良好力学性能,同时兼具适合的孔径和透气系数。     

TPU蜂窝结构压缩及吸能特性研究

为了解TPU蜂窝结构的力学特性,采用增材制造技术制备了不同胞元参数的蜂窝结构,进行了压缩试验,并在此基础上建立了TPU蜂窝结构有限元仿真模型,开展了动态仿真模拟研究。结果表明,TPU蜂窝结构在面外压缩过程中经历线弹性、平台区和密实化3个阶段,压缩速度越大,平台区越短。而其在面内压缩下,无明显的线弹性阶段,压缩速度对其变形模式的影响也较小。无论是面内压缩还是面外压缩,壁厚边长比对TPU蜂窝结构的平均平台应力和比吸能的影响远大于胞元扩展角对其的影响。在压缩进入密实化阶段前,蜂窝结构比吸能随压缩速度的增大而增大。面内压缩时,蜂窝结构比内能基本不受加载速率的影响,比吸能的增大由比动能的增量贡献。面外压缩时,蜂窝结构受惯性效应影响明显,压缩过程中出现局部密实化,蜂窝结构的比动能和比内能都显著增大。     

复合铝合金薄壁管在高频感应焊中温度场的模拟

复合铝合金薄壁管高频感应焊接过程中,焊接温度是影响焊接质量的主要因素。采用有限元分析软件ANSYS模拟其温度场,考虑薄管一次焊透和热计算的边界条件,利用线热源模型加载计算,得出焊接过程的温度分布和热循环曲线,这为进一步分析焊接应力应变提供了相应的理论依据。