泡沫填充CFRP锥形管

比吸能反超空管

泡沫填料与碳纤维碎片协同作用，将锥形管的能量吸收提升至空管无法企及的水平。

项新 · Chenkun, Xiao · Lu, Guoxing · Xie, Yimin · Yang, Haiyang · 章婧 · Ngoc San, Ha

Composite Structures 2024

参数信息

锥形管在同角度下优于

3 D

准静态轴压测试涵盖

0 °

技术优势

比吸能反超空管

泡沫填充CFRP锥形管的比吸能高于未填充CFRP管，归功于泡沫与CFRP碎片的独特协同作用。

优于金属管

在所有测试锥角（0°、5°、10°、15°）下，泡沫填充CFRP锥形管的吸能表现均超过3D打印316L不锈钢管。

协同效应可复用

研究者提出了一种结合直管与锥形管的混合设计，利用新发现的协同效应进一步提升锥形管的能量吸收。

应用场景

• 碳纤维汽车吸能结构：用作汽车碰撞吸能盒，在轻量化同时提升单位质量的能量吸收。
• 航空抗坠撞结构：用于飞行器起落架或机身结构的抗坠撞缓冲，减轻重量并提高安全性。
• 冲击防护结构：用于防护结构抵御冲击载荷，通过泡沫与CFRP协同耗散冲击能量。
• 航天轻质吸能材料：作为航天器着陆缓冲或级间分离吸能元件，兼顾轻量化与高吸能。