冲击载荷下正弦波纹夹芯圆柱壳的轴向压缩和吸能特性

薄壁夹芯结构因其优异的吸能和轻量化特性被广泛应用于防护结构中。正弦波纹夹芯圆柱壳的制备工艺简单,在工程上应用广泛,研究其在冲击载荷下的轴向变形行为和吸能特性具有重要意义。基于准静态轴向压缩实验,对正弦形波纹夹芯圆柱壳的轴向准静态压缩进行了有限元模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上,探讨了夹芯圆柱壳芯层厚度A和正弦波周期数N对冲击载荷作用下夹芯圆柱壳的压溃模式和能量吸收特性的影响。
结果表明,合理配置A和N能够有效地提高比吸能,实现较理想的吸能变形模式。在准静态压缩下,结构参数为A3N12的夹芯圆柱壳具有最好的比吸能,为轴对称变形。在冲击载荷作用下,发生非轴对称变形模式的A7N12具有最好的比吸能和最高的平均压缩力效率。