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研究背景：為了有效的提高車輛在碰撞過程中對(duì)駕駛?cè)藛T和乘客的保護(hù)，本文提出一種正弦波紋雙圓筒的薄壁結(jié)構(gòu)，以提高薄壁結(jié)構(gòu)在軸向壓縮載荷下能量吸收能力。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試和數(shù)值模擬詳細(xì)研究了夾芯雙筒的面外壓縮行為。

力學(xué)模型：正弦波紋結(jié)構(gòu)的極坐標(biāo)公式為：C=R+A*sin(N*θ)。其中，C=22.5mm，R為波紋芯柱的曲率半徑，A和N分別為正弦函數(shù)的幅值和波峰個(gè)數(shù)。

紅外成像儀試件制備與準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)：試件通過電火花線切割制備，高度=45mm，長(zhǎng)徑比為1，內(nèi)徑為15mm，為方便記錄將R=15mm，N=8的試件記為R15N8。根據(jù)公式中的R和N共拓?fù)涑?5種夾芯截面，通過壓縮試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明R15N8的實(shí)驗(yàn)與模擬吻合較好。結(jié)果與分析，在R固定的情況下，隨著N的增大，結(jié)構(gòu)的能量吸收時(shí)增加的。這是由于隨著R的增大，夾芯圓柱的變形模式發(fā)生改變，由混合模式向而且R的增加使內(nèi)夾芯結(jié)構(gòu)在整體結(jié)構(gòu)占據(jù)的面積逐漸減小，內(nèi)支撐圓管的直徑逐漸在增大。在軸向壓縮過程中，支承剛度上升，使能量吸收增加，而且比吸能和壓縮力效率也是增加的。結(jié)論：在夾芯結(jié)構(gòu)的各種變形模式中，軸對(duì)稱變形更有利于能量的吸收。而且R和N的選取可以有效控制夾芯結(jié)構(gòu)的變形模式，對(duì)結(jié)構(gòu)的能量吸收有重要的影響。隨著R的增加，紅外成像儀內(nèi)薄壁圓管能夠有效的提高結(jié)構(gòu)的支持剛度，從而提高結(jié)構(gòu)的能量吸收。