正弦波纹夹层管

比吸能提升38.7%

以碳纤维增强复合材料正弦波纹板为芯层，通过几何参数优化同时提高能量吸收并降低峰值冲击力，为轻量化耐撞结构提供新的设计路径。

Zhang, Jiangfan · 王良模 · Dongmin, Peng · 王涛 · Xie, Yuan · Junwei, Li · Chengyang, Wang · Rongxian, Qiu · Gao, Qiang

Aerospace Science and Technology 2023

参数信息

比吸能（SEA）

38.67 %

峰值冲击力（PCF）

4.43 %

技术优势

仿真与实验高度吻合

有限元预测的变形模式与实验一致，SEA和PCF的最大误差分别仅为4.15%和1.84%，表明数值模型可靠，可用于后续优化设计。

理论模型预测吸能

建立了SEA和PCF的理论模型，揭示了CFRP管与铝管之间的耦合作用，模型误差分别为9.48%和4.78%，为快速设计提供工具。

应用场景

• 飞行器耐撞结构：用于机身框段或地板支撑结构，在坠撞中稳定吸能并降低峰值过载。
• 轻量化吸能部件：替代传统金属吸能盒，在同等吸能下减重，提升结构效率。
• 车辆碰撞安全：用于车辆前纵梁或门槛梁，碰撞时吸收动能并控制峰值力保护乘员。
• 防护结构：用于防护舱体或吸能衬层，在冲击下通过渐进压溃耗散能量。