軸向梯度強度設計提高薄壁低碳鋼管抗撞性研究.pdf

1、隨著現代汽車工業(yè)的發(fā)展，人們日益關注和重視車輛節(jié)能和結構安全等方面的問題。在安全防護裝置的設計和制造中引入薄壁結構件更易于實現產品的輕量化和柔性化，從而更好的滿足吸能性方面的要求。薄壁金屬管作為一種常見的薄壁結構件，在安全防護裝置的研制方面得到廣泛應用。目前對薄壁管吸能的研究多是集中在結構優(yōu)化等方面，本文采用對Q235薄壁金屬管進行局部快速加熱和整體快速冷卻的方法，通過對材料微觀組織的控制，制備出一種沿著軸向強度梯度分布變強度薄壁管，并

2、通過試驗及數值模擬系統(tǒng)的研究了其準靜態(tài)壓縮變形行為及防撞性能。
　　首先利用快速感應加熱以及10％NaCl溶液淬火冷卻，對管材進行了變強度處理。對不同強度位置進行組織分析，并對圓管進行硬度測試，分析了硬度的分布特點，進而得到了強度分布的寬度。同時，發(fā)現保溫時間（30s，60s）的增加對中間熱影響區(qū)域的寬度影響不大。
　　本文對原始管和變強度管進行了準靜態(tài)模擬和動態(tài)模擬，得到了兩種管應力集中的位置和塑性變形吸收能量的差異，發(fā)現

3、以相同動能軸向撞擊管材時，變強管的壓縮距離小于原始管材。通過模擬得到梯度強度變化可以在一定范圍內有效提高管材吸能能力，合理的強度分布有利于管材疊縮的有序產生。
　　本文對長度為100mm、150mm和200mm的原始管和變強度管進行了準靜態(tài)壓縮實驗，發(fā)現經過變強度處理后的管材吸能效果提高明顯，對于100mm和150mm變強度管材在各自極限壓縮距離時總吸能效果都要比原始管材提高40%以上。保溫時間的延長對長度為100mm的管材吸能影