夹芯圆管耐撞性分析及结构优化

夹芯圆管因其质量轻、成本低、能量吸收率高等特点被广泛应用于车辆工程和航空航天领域。为了提高夹芯圆管的耐撞性能,使用有限元软件Ansys进行轴向冲击仿真研究,分析了肋板数、壁厚、内圆直径对其耐撞性能的影响。结合响应面法和NSGA-Ⅱ算法对夹芯圆管的结构进行多目标优化,最后将结构进行扭转,探究扭转角对耐撞性能的影响。结果表明：壁厚对耐撞性的影响最大,内圆直径对峰值压缩力基本没有影响。扭转后的夹芯圆管可以在不提高峰值压缩力的前提下增加比吸能,耐撞性能有明显提高,扭转角度为45°时效果最佳,较扭转前增加了10.75%,为夹芯圆管的耐撞性设计提供了一种新方法。     

夹层板结构层间应力数值分析

夹层板由两块高强度表层板和较软的中间夹心层组成,表层剪切刚度大,夹层剪切刚度小．这些特点将会给夹层板层间应力分析增加难度．为此推导了角铺设1,2—3高阶剪切变形理论,这一理论满足层间位移、应力连续条件和自由表面条件,并且未知量个数独立于夹层板的层数．基于此理论建立了满足C^1连续条件的三节点三角形单元并用于夹层板结构层间应力分析．计算结果表明：根据推导的三角形单元,由求得的应变可以精确计算层问横向剪切应力和面内应力,进一步地,采用平衡方程后处理方法可以准确地计算层间法向应力．