仿生外凸夹层管

吸能高 23.3%

竹子微观结构启发的外凸夹层管，通过厚度梯度设计在斜向冲击下仍保持高吸能和稳定变形，比传统圆管更耐撞。

Zhiqiang, Zhang · Peng, Xu · Long, Wang · 胡大勇 · 杨先锋

Thin-Walled Structures 2026

参数信息

比能量吸收提升

23.3 %

外凸数

8

壁厚

0.5 mm

技术优势

吸能更高

比传统圆管SEA高23.3%，比双圆管SEA高19.2%，得益于外凸结构与夹层设计。

斜向更稳

通过调整外凸数N和壁厚梯度G，斜向载荷下的变形模式和能量耗散得到优化，避免局部失稳。

参数可调

几何参数外凸数N和壁厚t可调节，以平衡峰值载荷与吸能，优化后N=8、t=0.5mm获得最佳性能。

应用场景

• 汽车吸能结构：高SEA吸能盒可用更少材料达到碰撞安全要求，实现轻量化。
• 航空航天轻质防护：在保证吸能的同时减轻防护结构重量，适应航空航天对轻质化的严苛要求。
• 高性能复合管材：为复合管材提供仿生梯度结构设计，提升单位质量的能量吸收能力。
• 结构耐撞设计：通过仿生外凸和厚度梯度，优化斜向冲击下的变形模式，避免局部失效。