仿竹发泡填充管
比吸能提升四成
仿照竹节宏微观结构设计的发泡填充管,为高速列车吸能结构提供了可落地的优化方案。
Kai, Liu · 敬霖 · 王开云 · Li Q.M.
International Journal of Mechanical Sciences 2024
参数信息
- 比吸能提升(较初始设计)
- 44.7 %
- 比吸能提升(较常规圆管)
- 53.0 %
- EA提升(单目标优化)
- 150.2 %
- SEA提升(单目标优化)
- 63.3 %
- 峰值压溃力提升(单目标优化)
- 48.5 %
技术优势
比吸能显著提升
优化后BFFT的SEA较初始设计和常规圆管分别提高44.7%和53.0%,在同等质量下吸收更多碰撞能量。
仿生设计可定制
通过模仿竹秆的宏微观特征并提取关键仿生参数,可针对不同工况调整竹节间距、壁厚等参数,适应不同碰撞场景。
已验证仿真可靠
数值模型经简化超折叠单元理论和落锤实验双重验证,可用于后续多目标优化,减少昂贵实验需求。
应用场景
- 高速列车防护:直接替代现有吸能盒,在同等质量下吸收更多碰撞能量。
- 碰撞吸能结构:作为独立吸能单元用于列车端部或车钩,提升被动安全性。
- 轻量化结构:以铝材发泡填充替代实心钢材,实现同等吸能下减重。
- 复合材料替换:用金属基发泡结构替代部分复合材料,兼顾成本与可靠性。
- 农业装备防护:为农机驾驶室等薄弱部位提供可定制的碰撞保护。