Neural network systems to reproduce crash behavior of structural components

The use of neural networks as global approximation tool in crashworthiness problems is here investigated. Neural networks are not only asked to return some meaningful indices of the structural behavior but also to reproduce load-time curves during crash phenomena. To contain the number of examples required for the training process, parallel subsystems of small neural networks are designed. Design points for the training process are obtained by explicit finite element analyses performed by PAMCRASH. The settlement of the points in the design domain is defined using a maximum distance concept. The procedure is applied to different typical absorption structures made of aluminum alloy: riveted tubes, honeycomb structures, longitudinal keel beam and intersection elements of helicopter subfloors.     

地震作用下短肢剪力墙结构的破坏形态研究

分析了短肢剪力墙结构的破坏机理及耗能方式,并与试验结果进行了对比,得出了短肢剪力墙结构具有破坏方式比较合理,抗震能力较好的结论。     

激光增材制造吸能结构研究进展

激光增材制造通常被称为激光3D打印,它是20世纪80年代发展起来的快速成型技术(Rapid Prototyping,RP),可以直接将复杂的3D Computer Aided Design (CAD)结构模型加工成实际物体。激光增材制造技术的出现为开发复杂几何图形提供了一个平台,并在原产品的设计空间内降低了产品的成本和生产时间。吸能材料和结构,主要依靠在碰撞中快速地吸收撞击能量,减少撞击物的撞击加速度,最大限度地降低被撞物的伤害。近年来,新型吸能结构材料和功能材料层出不穷,同时由于增材制造技术自身的低成本、生产周期短、可制造精密复杂结构的特性,两者得到了完美的结合。由于吸能结构在众多研究领域中得到广泛的关注,几乎所有的主要行业都在享受着吸能结构所带来的好处。因此,本文旨在对吸能结构的各种晶格形态、设计和增材制造技术进行全面综述。此外,本文还介绍了该结构的优越性能、应用和面临的挑战。     

复合材料波纹板准静态压溃仿真与试验及材料模型参数分析

通过材料性能试验和复合材料波纹板准静态压溃试验,获得了T700/3234复合材料的力学性能参数及波纹板的压溃吸能结果。应用LS-DYNA进行复合材料波纹板压溃仿真分析,仿真结果与试验结果吻合较好,验证了复合材料波纹板有限元模型和材料模型的正确性。对材料模型参数进行变量分析,基于正交试验数据拟合得到了试件比吸能与其材料参数之间的非线性映射关系,构造出了相应的响应表面,对材料参数的选取方案进行了优化。结果表明,优化方法能够有效辅助有限元建模,大大减少模型试算次数。     

新型屈服锚杆发展现状综述

介绍了屈服锚杆的工程应用背景和作用机理;综述了国内外近期研制的几种新型屈服锚杆结构、工作原理及其相关试验研究成果,包括国外的Garford锚杆、Yield-Lok锚杆、Roofex锚杆、新型吸能锚杆和D锚杆以及我国的.CRLD锚杆和新型高强预应力让压锚杆;在此基础上分析了当前屈服锚杆研制中存在的问题,指出了屈服锚杆今后的研究方向.     

船舶碰撞过程中带板梁结构剪切破坏机理初探

以带板梁为研究对象，运用极限平衡理论和数值分析手段，讨论了剪切变形为主的带板梁变形和破坏机理。内容包括，极限载荷的计算方法；不同载荷作用下带板梁各横截面的合成应力、正应力、剪应力沿腹板高度的分布及其规律；塑性变形的产生和发展过程；带板梁碰撞吸能的成分分析。所得到的结果对耐撞性结构设计、建成船舶的耐撞性评估和模型试验方案设计等都具有指导意义。     

吸能型防冲立柱液体冲击问题研究

针对冲击作用下加入吸能构件后液压立柱的液体冲击问题,对扩径式构件在不同加载下的变形行为和特性进行分析,建立基于LuGre模型的吸能构件能量吸收模型。基于液体冲击定解问题的一般方程进行吸能构件及立柱系统顶板来压液体冲击理论和仿真分析,得到吸能构件对立柱内液体冲击的影响规律。结果表明:最大静摩擦力和库伦摩擦力对应吸能构件峰值承载力以及稳定变形阶段反作用力,鬃毛刚度和微观阻尼系数影响吸能构件弹性变形过度到塑性变形时的力-位移特性;随着扩径式构件的变形过程,吸能构件对立柱液体冲击的影响作用分为近似弹性、柔性让位吸能和刚性三个阶段。     

汽车车身偏置碰撞抗撞性分析与结构改进

针对某乘用车在偏置碰撞形式下的安全性问题,对车身前部关键部件进行改进,实现汽车前舱刚度匹配,使整体结构合理变形。通过对仿真结果的分析并针对原车耐撞性能的不足,在车身纵梁前部设计导引槽式吸能结构,以改进前纵梁吸能变形模式;增加A柱加强件的厚度,以提高车架纵向刚度和乘员舱的强度。仿真结果表明:在整车质量仅增加2.24 kg的情况下,改进方案有效地提高了整车的耐撞性,整车的加速度峰值降低了6 g,乘员舱的变形量有所减小。     

正则多面体体胞结构创新设计与碰撞吸能特性分析

在多面体夹芯结构设计过程中,现有的研究中较少考虑体胞的形状和尺寸的演变过程,从而忽略了体胞的形状、尺寸参数的变化对结构碰撞吸能特性影响趋势的分析。基于折纸几何学的思想,提出一种能够变换出正棱锥和正棱台体胞结构的正则多面体体胞演变机理。引入相似比和裁剪比对体胞的形状和尺寸分开或同时讨论,得到能适应不同场合的体胞结构。定义体胞的阵列排布方式,得到上下嵌套的正则多面体夹芯结构。建立正则多面体夹芯结构碰撞模型,用有限元仿真分析冲击角度和形状、尺寸的变换参数对正则多面体夹芯结构碰撞吸能特性的影响,得到不同参数下,正则多面体夹芯结构的吸能特性的影响曲线图,为设计正则多面体夹芯结构提供参考。     

泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能分析

目的研究泡沫铝孔径(泡沫铝内部孢孔直径)对泡沫铝压缩性能的影响,并对泡沫铝、聚氨酯(PU)、泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能和吸能性能进行对比分析。分析泡沫铝孔隙率、聚氨酯含量对泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能和吸能性能的影响规律。方法对试样进行准静态压缩试验。结果通过准静态压缩试验,分别得出了对应的应力-应变曲线,并通过应力-应变曲线推导出吸能-应变曲线。结论从试验所得的应力-应变曲线和吸能-应变曲线可知,泡沫铝压缩性能、吸能性能随着泡沫铝孔径的增加而变好,且在泡沫铝中加入聚氨酯形成泡沫铝-聚氨酯复合材料后,其压缩性能、吸能性能相对于单纯泡沫铝、聚氨酯有很大提升。当泡沫铝孔隙率一定时,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能、吸能性能会随着聚氨酯含量的增加而变好。当聚氨酯含量一定时,泡沫铝-聚氨酯复合材料的压缩性能、吸能性能会随着泡沫铝孔隙率的减小而变好。