基于仿生的輕質結構耐撞性分析及應用.pdf

1、有害的碰撞和沖擊極大的威脅著人們的生命財產安全。結構的耐撞性分析應運而生，以可控的方式穩(wěn)定的吸收能量的結構為能量吸收裝置。金屬薄壁結構是一種具有高比吸能的能量吸收裝置，它在碰撞過程中，通過不可逆的塑性變形耗散足夠的動能。結構的材料和構型都對耐撞性產生很大的影響，合理的優(yōu)化設計可以極大的提高結構的耐撞性。 大自然為我們提供了豐富的參考，仿生即為一種行之有效的方法。甲殼蟲作為自然界高度進化的生物體，有著精巧復雜的構造。它堅硬的外殼既

2、可以緩沖外界沖擊，吸收能量，保護體內器官免受外界的傷害，同時又不影響飛行。這樣優(yōu)良的材料非常適合應用在結構防撞性和能量吸收裝置中。 本文參照甲殼蟲外殼的微結構，設計出幾個模型，利用ANSYS/LS-DYNA軟件分析了其耐撞性和抗沖擊能力，并探討結構尺寸變化對吸能的影響。通過分析發(fā)現(xiàn)，設計的模型與圓管結構相比，吸能量更多，過程更加穩(wěn)定，抗沖擊性能更好。 論文的最后討論了設計模型的應用。頭盔是一種保護人體頭部的能量吸收裝置，