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對復合結構在變形中的能量吸收分析

由于對乘坐舒適性和駕駛安全性方面要求越來越高，因此消費者對減輕車身質量的期望也越來越高。減輕車身質量能夠減少燃油的消耗是因為驅動車輛前行的能量需求與其質量成正比。而減輕車身質量的一種有效手段就是采用復合材料或者合金、空心結構以及二者的結合。

本文涉及的復合結構管是由一種環(huán)氧聚合物泡沫Terocore與不同合金等級和壁厚的鋁管構成的，其主要結構是在較厚的外壁和較薄的內壁之間填充一層聚合物泡沫。通過對比普通合金管和復合結構管在準靜態(tài)和動態(tài)條件下3點作用彎曲情況發(fā)現(xiàn)，采用泡沫填充的復合結構管，其峰值承載能力和最大吸收能量均比普通合金管提高20%～40%。但是，在比能量吸收方面，兩者沒有太大的區(qū)別。

通過對復合材料鋁管進行數(shù)學模型分析和靜態(tài)試驗分析發(fā)現(xiàn)，復合材料能夠通過局部彎曲來改變合金管的變形形式。此外，通過有限元仿真分析也得到了與試驗驗證相符合的仿真結果?？傮w來說，采用這種新型的復合結構合金管，能夠在保證車輛碰撞安全性的前提下，有效減輕車身質量。

Gayan Rathnaweera et al. SAE 2012-01-0783.

編譯：范狄