基于局部表面纳米化薄板的抗屈曲优化设计

提出一种新的局部表面纳米化薄板抗屈曲设计思路。利用局部表面纳米化技术改变板结构关键部位的力学性能,建立圆板的径向扇形间隔纳米化模型,环向条带环状间隔纳米化模型和片状布局纳米化模型。采用优化设计方法,对圆板抗屈曲问题进行数值模拟。结果表明,经局部表面纳米化的薄板可显著提高屈曲临界载荷。这种方法为薄板结构的抗屈曲工程设计提供了依据。

局部表面纳米化六边形薄壁结构的吸能特性

为解决载具吸能结构能量吸收较低的问题,以表面纳米化技术为基础,应用有限元方法对不同局部表面纳米化方案的六边形管在轴向冲击情况下进行数值模拟.分析了不同方案对六边形管变形模式、吸能特性的影响.研究结果表明:局部表面纳米化可控制管的屈曲模态,呈现出原始区域、纳米化区域先后屈曲变形;经局部纳米化后六边形管的吸能特性提升显著,其中环向反对称条纹纳米化六边形管吸能较好;随纳米化条纹数量的增多,六边形管的吸能整体为先增后减,初始峰值力随之降低,之后,吸能特性逐渐趋于稳定,不再随条纹数量变化而变化.研究结论可为类似研究提供参考.

局部表面纳米化双层嵌套式金属薄壁吸能结构的数值模拟和设计

基于局部表面纳米化技术,设计了一种双层嵌套式金属薄壁吸能结构。在表面纳米化技术对金属力学性能影响的研究基础上,优化了环向交错式和连续式条纹局部表面纳米化布局,得到了双层嵌套式方管吸能结构设计方案和吸能参数。结果表明,表面纳米化对材料的屈服极限提升显著,所设计的局部纳米化双层嵌套式方管吸能结构的比吸能可提高57.1%。同时也证实局部表面纳米化是一种有效的吸能提升技术。