纸蜂窝夹层管的轴向跌落冲击缓冲吸能特性研究

借鉴多边形管和瓦楞夹层管的设计思路,提出了纸蜂窝夹层管;通过轴向静态和轴向跌落冲击动态压缩实验,研究了正多边形纸蜂窝夹层管的缓冲吸能特性,分析了管方向、管横截面边数、管长比和跌落冲击能量对纸蜂窝夹层管缓冲吸能特性的影响。结果表明,在轴向静态压缩条件下,纸蜂窝夹层管的渐进屈曲变形模式明显,X向管的屈服强度比Y向管的高14.8%,而压溃强度比Y向管的低7.0%。随着管横截面边数的增加,纸蜂窝夹层管的行程利用率呈上升趋势,而比吸能、压缩力效率、比总体效率都呈下降趋势。在轴向跌落冲击载荷作用下,纸蜂窝夹层管也发生渐进屈曲变形,X向正四、正五、正六边形管的比吸能、比总体效率都优于Y向管,而行程利用率小于Y向管。随着管长比的增大或管横截面边数的增加,纸蜂窝夹层管的比吸能、行程利用率和比总体效率都呈明显下降趋势;随着跌落冲击能量的增大,比吸能、行程利用率和比总体效率总体呈上升趋势。

聚乙烯泡沫单填充纸蜂窝夹层管的轴向缓冲吸能特性

借鉴波纹管、夹层管和泡沫填充管等设计思想,利用纸蜂窝和聚乙烯泡沫这两种优质缓冲吸能材料,提出聚乙烯泡沫单填充正多边形纸蜂窝夹层管的设计思路。通过静态和动态轴向压缩试验分析,研究这类结构的轴向缓冲吸能特性,探讨结构参数、跌落冲击参数对变形特征和关键吸能指标的影响,为其结构设计与性能优化提供参考。结果表明,在轴向静态压缩情况下,单填充纸蜂窝夹层管发生渐进屈曲变形且泡沫发生非均匀变形,X向管的屈服强度、压溃强度和塑性平台应力均优于Y向管。随着管横截面边数的增加,单填充管的比吸能、行程利用率和比总体效率都呈下降的趋势。在轴向跌落冲击载荷作用下,X向管的比吸能、比总体效率都高于Y向管,而行程利用率低于Y向管。随着管长比或管横截面边数的增加,管的比吸能、行程利用率和比总体效率都有明显的下降,而随着跌落冲击能量的增加,管的比吸能、行程利用率和比总体效率近似于线性增加。