星形混合多胞管在多种冲击角度下的耐撞性评估

基于混合截面的设计思路，针对星形混合多胞管（star-shaped hybrid multi-cell tube,SHMT）提出了10种截面设计方案。通过数值模拟的方式，深入分析了SHMT在多种冲击角度下的耐撞性。研究发现，混合截面的连接方式以及多边形边数均对星形混合多胞管的吸能性能产生重要影响。在轴向冲击下，采用顶点连接的SHMT(SHMT-V）对于多边形边数的变化较为敏感，八边形SHMT-V(SHMT-V8）的比吸能高达24.31 J/g，相比于四边形SHMT-V(SHMT-V4）提高了71.86%；采用中点连接的SHMT(SHMT-M）拥有更强的力学响应，其碰撞力性能比SHMT-V高30%以上。在斜向冲击下，SHMT的承载能力随着冲击角度的增加而减小，截面不同的SHMT的耐撞性能表现出较大的不确定性。采用优劣解距离法对SHMT的综合耐撞性进行了评估。结果表明，八边形SHMT-M(SHMT-M8）是最优的截面设计方案。研究成果可为薄壁结构的实际应用与耐撞性优化设计提供指导。