泡沫铝填充金属薄壁圆管的实验和理论研究
本文选题:力学响应 + 能量法 ; 参考:《固体力学学报》2017年01期
【摘要】:利用实验研究与理论分析相结合的方法研究了泡沫铝填充金属薄壁圆管在准静态侧向压缩下的力学响应.基于能量法,建立了泡沫铝填充圆管和金属薄壁圆管在侧向均匀压缩时的瞬时侧向力、平均侧向力和总吸能的理论公式.对泡沫铝填充管与金属薄壁圆管进行了准静态侧向压缩实验,并且将实验结果与理论公式进行了对比,结果表明理论预测值与实验结果吻合较好.基于建立的理论分析模型,研究了管的几何尺寸以及泡沫铝材料的密度对结构的瞬时侧向力、平均侧向力、总吸能和比吸能的影响.结果表明,在准静态侧向压缩下,泡沫铝填充管的总吸能大于对应的金属薄壁圆管;泡沫铝填充管的侧向压缩力和总吸能随管长度、壁厚和直径的增加而增大;当填充材料泡沫铝密度增大时,填充管的总吸能与侧向压缩力均增加.
[Abstract]:The mechanical response of aluminum foam filled metal thin-walled tubes under quasi-static lateral compression was studied by means of experimental and theoretical analysis. Based on the energy method, the theoretical formulas of instantaneous lateral force, average lateral force and total energy absorption of aluminum foam filled tube and metal thin-walled tube under uniform lateral compression are established. The quasi-static lateral compression experiments of aluminum foam filled tubes and metal thin-walled circular tubes are carried out, and the experimental results are compared with the theoretical formulas. The results show that the theoretical prediction values are in good agreement with the experimental results. Based on the theoretical analysis model, the effects of tube geometry and the density of aluminum foam on the instantaneous lateral force, average lateral force, total energy absorption and specific energy absorption of the structure are studied. The results show that under quasi-static lateral compression, the total energy absorption of the aluminum foam filled tube is larger than that of the corresponding metal thin wall tube, and the lateral compression force and the total energy absorption of the aluminum foam filled tube increase with the increase of the length, wall thickness and diameter of the tube. When the density of aluminum foam increases, the total energy absorption and lateral compression force increase.
【作者单位】: 太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所;西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验;
【基金】:国家基金委创新研究群体(11321062) 国家自然科学基金项目(11372235;11572234和11372209)资助
【分类号】:TG146.21;TB383.4
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,本文编号:2114910
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