基于感应加热的变强度薄壁圆管压溃仿真研究

通过移动式感应加热的方式,获得强度分布可控的变强度薄壁圆管,提出影响变强度管强度分布的两个主要因素,加热比例P和加热区强度S,并通过仿真研究准静态压溃过程中其对圆管变形模式和载荷吸能特性的影响规律。结果表明随着P增加,变强度管非轴对称褶皱数目先减小再增加;随着S增加,非轴对称褶皱数目增加,最后趋于稳定数值。P=50%时和S=803Mpa的圆管有着最高的吸能量和较低的最大载荷峰值。研究成果为车辆抗撞压溃吸能构件的性能设计提供借鉴。

碳纤维增强环氧树脂基复合材料圆管轴向压溃分层失效仿真

为了模拟单向碳纤维增强复合材料圆管的压溃失效形式及吸能特性,对圆管进行轴向压溃试验,获得圆管的压溃失效形式及压溃载荷-位移曲线。采用单层壳单元模型进行压溃仿真,确定MAT54材料模型中非试验可测量参数。建立多层壳单元模型,基于Tiebreak接触模拟分层失效,研究网格划分尺寸及壳单元层数对压溃失效形式的影响,通过与试验结果对比验证所建立模型的准确性。研究表明参数YCFAC和SOFT影响压溃载荷-位移曲线的峰值载荷和平均压溃载荷。网格尺寸和壳单元层数影响圆管的失效形式,网格尺寸越小,分层失效和基体开裂现象越明显。随着壳单元层数增加,初始峰值载荷呈递减趋势,所需计算时间呈指数型增长趋势。综合考虑计算成本和预测准确性,采用4层壳单元模型能够准确预测碳纤维圆管的轴向压溃性能和分层失效。