基于竹结构的薄壁吸能圆管仿生优化设计

摘要

通过落锤试验可得有竹节的竹材试样的能量吸收大于无竹节试样,竹材优良的力学性能与其竹节、纤维束的梯度分布密切相关.研究以竹材为原型,通过仿生设计了四晶胞圆管和均匀约束梁圆管,四晶胞圆管的比吸能值较普通圆管提高了42％,均匀约束梁圆管的比吸能值较普通圆管提高了85％,结构优化了的薄壁管件可以使其吸能效果大大提高.四晶胞、六晶胞和八晶胞圆管对比,其比吸能依次增加。二层、三层和四层均匀约束梁圆管对比,得到了其比吸能依次增加,同时碰撞中产生的载荷也明显提高.