检索结果-南通市图书馆

触发机制对复合材料吸能结构轴向压溃行为的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中南大学学报（自然科学版） 2022年第5期53卷 1804-1812页

作者：陈东东肖守讷阳光武杨冰朱涛王明猛邓永权西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

考虑碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymers,CFRP)层内和层间力学性能特点,建立CFRP圆管轴向压溃有限元模型,并与实验测试的载荷-位移曲线和失效模式对比,验证建模方法的可靠性。在此基础上,考虑机车车辆薄壁吸能装置结... 详细信息

考虑碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymers,CFRP)层内和层间力学性能特点,建立CFRP圆管轴向压溃有限元模型,并与实验测试的载荷-位移曲线和失效模式对比,验证建模方法的可靠性。在此基础上,考虑机车车辆薄壁吸能装置结构特点,研究内翻触发、外翻触发、嵌入式内翻触发和嵌入式外翻触发机制对CFRP圆管轴向压溃行为的影响。研究结果表明:相比倒角触发机制,在内翻和外翻触发机制作用下,管壁材料破坏不充分导致CFRP圆管能量吸收分别下降36.5%和43.4%。嵌入式触发机制可有效提高材料利用率,内腔尺寸参数L与CFRP圆管失效模式和能量吸收性能密切相关。L由8 mm增大为16 mm,圆管压溃变形过程得到改善,结构能量吸收先上升后下降。在嵌入式内翻机制作用下,L=12 mm时CFRP圆管能量吸收效果最好,相比倒角触发机制,能量吸收提升63.1%。管壁材料向内变形可进一步提高材料利用率。

关键词：轨道车辆碳纤维增强复合材料吸能结构触发机制耐撞性

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

带方锥式吸能结构单节列车碰撞力学行为

中南大学学报（自然科学版） 2022年第5期53卷 1889-1903页

作者：许平瞿成举姚曙光阳程星车全伟中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

为了研究不同性能方锥式吸能结构对单节列车碰撞力学行为的影响,提出快速变换吸能结构性能的参数化方法,通过改变吸能结构力-位移曲线,研究吸能结构初始峰值力、平台力和平台力斜率变化对列车碰撞力学行为的影响规律,最后通过响应面法... 详细信息

为了研究不同性能方锥式吸能结构对单节列车碰撞力学行为的影响,提出快速变换吸能结构性能的参数化方法,通过改变吸能结构力-位移曲线,研究吸能结构初始峰值力、平台力和平台力斜率变化对列车碰撞力学行为的影响规律,最后通过响应面法建立了吸能结构与单节列车的碰撞力学行为关联模型。研究结果表明:随着吸能结构峰值力和平台力增加,车体碰撞吸能量和车体碰撞纵向合力增大,车体质心纵向、垂向位移和转向架轮对中心B1和B2抬升量逐渐减小,质心横向位移和转向架轮对中心B2~B8抬升量基本不变;随着吸能结构平台力斜率增加,车体碰撞吸能量和纵向碰撞合力增大,车体质心纵向位移和垂向位移减小,质心横向位移和转向架轮对中心B1~B8抬升量基本不变;关联模型在一定程度上可以指导吸能结构的设计和预测列车变形姿态。

关键词：吸能结构参数化方法力学行为关联模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

增材制造吸能结构研究进展

稀有金属材料与工程 2022年第6期51卷 2302-2315页

作者：王兆毅吕云卓陈秉智周俊先大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028 大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

增材制造通常被称为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。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... 详细信息

增材制造通常被称为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。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,还介绍了该结构的优越性能、应用和面临的挑战。

关键词：增材制造吸能结构多胞结构晶格形态点阵结构

开孔多管组合式吸能结构轴向压缩力学性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2023年第15期42卷 250-259页

作者：谢素超杨广辉周辉中南大学轨道交通安全教育部重点实验室长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心长沙410075 中南林业科技大学物流与交通学院长沙410004

吸能装置发生碰撞时撞击力曲线波动较大,存在撞击力不能被平缓耗散的问题。通过准静态压缩试验及有限元仿真模型,从开孔层数、每层开孔数和开孔尺寸对轴向载荷作用下的开孔方管的力学特性进行研究,发现改变开孔中心距可以使得方管轴向... 详细信息

吸能装置发生碰撞时撞击力曲线波动较大,存在撞击力不能被平缓耗散的问题。通过准静态压缩试验及有限元仿真模型,从开孔层数、每层开孔数和开孔尺寸对轴向载荷作用下的开孔方管的力学特性进行研究,发现改变开孔中心距可以使得方管轴向压缩的载荷-位移曲线相位发生分离。在此基础上进行了开孔多管组合研究,结果表明将无开孔方管和不同开孔中心距的开孔方管进行组合,可以有效缓解载荷波动,减小峰值载荷。最终得到了吸能特性良好、载荷-位移曲线平缓的开孔多管组合吸能结构,与传统的无孔组合式吸能结构相比,该结构的压缩力效率增加到48.36%,初始峰值力载荷和载荷波动分别降低了10.28%和33.33%。

关键词：吸能结构开孔管多管组合有限元法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

三维机织双层间隔复合材料的压缩性能

复合材料学报 2022年第8期39卷 3703-3711页

作者：陈龙张昆郑连刚许福军东华大学纺织学院上海201620

为了增强三维机织间隔复合材料的压缩强度及提高其压缩能量吸收能力,受多层夹芯结构的设计理念启发,本论文设计并制备了柱纱高度为(6+6)mm及(4+8)mm的三维机织双层间隔复合材料。通过与柱纱高度为12 mm的单层间隔复合材料进行对比,研究... 详细信息

为了增强三维机织间隔复合材料的压缩强度及提高其压缩能量吸收能力,受多层夹芯结构的设计理念启发,本论文设计并制备了柱纱高度为(6+6)mm及(4+8)mm的三维机织双层间隔复合材料。通过与柱纱高度为12 mm的单层间隔复合材料进行对比,研究了复合材料的平压、侧压性能及其破坏模式。结果表明,两种双层间隔复合材料的平压强度、侧压强度及能量吸收值相较于单层间隔复合材料都显著提高,其中柱纱高度为(6+6)mm的双层间隔复合材料的平压强度(11.5 MPa)提高了57.5%,平压比吸能值(6983.7 J/kg)提高了152.4%;此外,双层间隔复合材料的平压破坏模式为柱纱的逐层断裂,侧压破坏模式为面板裂纹扩展,表现出更大的吸能特性。双层间隔结构设计不仅显著增强了间隔复合材料的平压和侧压性能,而且改善了其破坏模式,提高了其在实际应用中的安全性,并为较高柱纱高度以及多层间隔复合材料的结构设计提供了新的思路。

关键词：三维机织间隔复合材料双层间隔结构压缩性能吸能结构破坏模式

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国高速列车被动安全技术研究进展及思考

中南大学学报（自然科学版） 2022年第5期53卷 1547-1558页

作者：丁叁叁中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

从中国高速列车被动安全技术发展的切实需求与主要进程入手,重点阐述中国高速列车被动安全技术及工程化的总体思路,阐述列车碰撞响应、结构设计、装置研发、高效仿真优化、系统试验验证的具体过程,归纳列车耐撞设计所突破的能量管理、... 详细信息

从中国高速列车被动安全技术发展的切实需求与主要进程入手,重点阐述中国高速列车被动安全技术及工程化的总体思路,阐述列车碰撞响应、结构设计、装置研发、高效仿真优化、系统试验验证的具体过程,归纳列车耐撞设计所突破的能量管理、材料动态模拟、高效吸能方法、纠偏/防偏复合吸能导向、刚度匹配与力级分区、大系统集成、列车级评估等技术要点,建立高速列车碰撞性能仿真与试验的综合评估体系。从车体材料—专用吸能部件—车端大部件—车辆—列车全链条维度,展示高速列车耐撞性技术的工程化路径。最后,面向更高安全碰撞速度、更多样化材料结构、更广域运用条件、更完善评估体系与标准等,展望中国高速列车被动安全技术的发展方向。

关键词：高速列车碰撞安全吸能结构变形抑制

水下接触爆炸下舷侧防雷舱吸能结构形式试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

兵工学报 2022年第6期43卷 1395-1406页

作者：柴崧淋侯海量金键李典李永清海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

为探究夹芯结构在水下舷侧防雷舱中应用的可行性,比较了不同结构形式防雷舱的变形吸能特性。设计了4种不同吸能结构形式的防雷舱,并分别开展了300 g TNT水下接触爆炸毁伤试验。通过对比分析防雷舱内部舱壁板的变形破坏情况发现:以液舱... 详细信息

为探究夹芯结构在水下舷侧防雷舱中应用的可行性,比较了不同结构形式防雷舱的变形吸能特性。设计了4种不同吸能结构形式的防雷舱,并分别开展了300 g TNT水下接触爆炸毁伤试验。通过对比分析防雷舱内部舱壁板的变形破坏情况发现:以液舱内壁柔性大变形进行吸能的结构形式,边界必须有强支撑结构,支撑不足时难以发挥薄膜拉伸吸能效果;利用液舱内壁-弧形板-吸能舱内壁整体变形吸能的吸能舱夹芯结构形式,弧形板在为液舱内壁提供有力支撑的同时还可随液舱内壁共同变形吸能,有效提高防雷舱的防护能力;进一步在弧形板间添加泡沫铝,未能取得更好的防护效果;弧形板前移至液舱的夹芯结构形式,弧形板的设置导致水中能量未能充分耗散至整个液舱,能量的汇聚致使内部舱室产生了更严重的破坏。

关键词：舷侧防雷舱吸能结构水下接触爆炸夹芯结构防护性能

基于ASME RT-2标准的地铁吸能装置设计及仿真验证

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机械强度 2023年第4期45卷 948-954页

作者：刘兆鑫李永宽夏东伟中车长春轨道客车股份有限公司长春130062

为保证列车在发生碰撞时前端次要部位尽可能吸收撞击能量,减小主体结构的碰撞损伤,轨道车辆前端设有吸能结构以提高车辆的被动安全性,保证乘客和司机的安全。首先,对比了国内外不同碰撞标准对于碰撞条件的要求,总结出各标准在撞击场景... 详细信息

为保证列车在发生碰撞时前端次要部位尽可能吸收撞击能量,减小主体结构的碰撞损伤,轨道车辆前端设有吸能结构以提高车辆的被动安全性,保证乘客和司机的安全。首先,对比了国内外不同碰撞标准对于碰撞条件的要求,总结出各标准在撞击场景和撞击障碍物方面规定的异同。其次,选取严苛的ASME RT-2标准作为设计输入条件,设计了两种吸能结构方案,其结构主要包括压溃元件、端梁和角柱等,通过Ls-Dyna对两种方案进行了仿真计算,计算结果表明,两种方案吸收能量均超过1.22 MJ。最后,对其中一种二级压溃吸能结构进行了碰撞试验,验证了仿真计算方法的有效性,验证了该结构能够满足ASME RT-2标准的要求。

关键词：轨道车辆吸能结构防撞性有限元分析被动安全

圆柱销-凹槽挤压式吸能结构的吸能特性和数值仿真研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

铁道科学与工程学报 2024年

作者：李飞肖毅华华东交通大学轨道交通基础设施性能检测与保障国家重点实验室华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室

防爬器是列车被动安全防护系统中的重要组成部分，在列车碰撞过程中吸收碰撞能量，减少对车体的损伤，保护乘员的安全。吸能结构是防爬器中的关键部分，不仅要能提供足够的缓冲力，而且要使缓冲力具有良好的平稳性，并具有较好的抗偏载... 详细信息

防爬器是列车被动安全防护系统中的重要组成部分，在列车碰撞过程中吸收碰撞能量，减少对车体的损伤，保护乘员的安全。吸能结构是防爬器中的关键部分，不仅要能提供足够的缓冲力，而且要使缓冲力具有良好的平稳性，并具有较好的抗偏载能力。本文探讨了一种圆柱销-凹槽挤压式吸能结构的吸能特性。设计了一组由相同直径的圆柱销和不同槽宽的凹槽组成的挤压式吸能结构，基于万能材料试验机对其开展了准静态下的吸能特性测试，获得了吸能结构的缓冲力变化曲线。实验结果表明：该吸能结构的缓冲力变化很平稳，经过较短的挤压行程即能达到稳定状态；随着槽宽减小，挤压量增加，稳态缓冲力增大，但槽宽过小时，会造成凹槽侧壁从根部发生断裂，使得稳态缓冲力反而降低。同时，建立了该挤压吸能结构的吸能特性有限元仿真模型，对其挤压吸能过程进行了仿真。仿真结果与实验结果符合良好，较好地再现了缓冲力的变化规律以及槽宽对缓冲力的影响。基于验证的仿真模型，研究了凹槽壁厚、圆柱销偏移等因素对该吸能结构吸能特性的影响。结果表明：随着壁厚增加，稳态缓冲力也增大，但稳态力的增加幅度逐渐减小；随着圆柱销偏移位移增加，稳态缓冲力逐渐减小，缓冲力曲线波动也越剧烈。

关键词：列车碰撞吸能结构挤压试验缓冲力数值模拟