具有诱导结构的铝合金薄壁方管轴向压缩吸能性能试验研究.pdf

第29卷第6期Vol.29No.6工程力学

2012年6月June2012ENGINEERINGMECHANICS346

文章编号：1000-4750(2012)06-0346-07
具有诱导结构的铝合金薄壁方管
轴向压缩吸能性能试验研究

111,2
李志斌，虞吉林，郭刘伟

(1.中国科学技术大学，中国科学院材料力学行为与设计重点实验室，合肥230027；

2.中国工程物理研究院，流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室，绵阳621900)

摘要：该文提出了三种新型的诱导结构设计方案来降低薄壁方管结构在轴向载荷作用下的初始屈曲载荷峰值。
诱导结构设计在方管的加载端，在压缩开始的时候起作用，并且不会显著影响结构在正常工作时的强度和刚度。
利用AA6063T6铝合金薄壁方管进行了一系列准静态和动态试验来研究了具有诱导结构的方管在轴向压缩时的
能量吸收性能，给出了完整薄壁铝方管和具有诱导结构的薄壁铝方管的载荷位移曲线，并进行了比较。实验发现，
三种诱导结构均可有效降低屈曲时的初始载荷峰值、提高方管承载吸能平稳性。
关键词：薄壁方管；轴压；屈曲；诱导结构；吸能；试验研究
中图分类号：TB124文献标志码：Adoi:10.6052/j.issn.1000-4750.2010.09.0663

EXPERIMENTALINVESTIGATIONSONTHEENERGYABSORPTION
BEHAVIOROFALUMINUMTUBESWITHINDUCTIVESTRUCTURES
SUBJECTEDTOAXIALLOADING

LIZhi-bin1,YUJi-lin1,GUOLiu-wei1,2

(1.CASKeyLaboratoryofMechanicalBehaviourandDesignofMaterials,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230027,China;

2.ScienceandTechnologyonShockWavesandDetonationPhysicsLaboratory,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621900,China)

Abstract:Aresearchontheeffectivenessofthreekindsofnewinductivedesignsonthin-wallaluminium
squaretubeswhichareusedtoreducetheinitialbucklingpeakloadsofthetubesunderaxialloadingwascarried
out.Theinductivestructuresweredesignedtobeclosetotheloadingendofthesquaretubes,andtofunctionjust
beforethecompressionhappens.Moreover,theywouldnotaffectthestructuralstiffnessunderitsnormalworking
conditions.ByusingAA6063T6aluminumalloysquaretubes,aseriesofquasi-staticanddynamiccompression
testswereperformed.Theenergyabsorptionbehaviorofaluminumsquaretubeswithinductivestructures
subjectedtoaxialloadingwasinvestigated,andtheload-displacementcurvesoforiginaltubesandtubeswith
inductivestructurewereobtainedandcompared.Itwasfoundthatbyusingtheseinductivestructures,theinitial
bucklingpeakloadsofthesquaretubescouldbegreatlyreducedandtheenergyabsorptionbecamemorestable
andsmooth.
Keywords:thin-wallsquaretube;axialcompression;buckling;inductivestructure;energyabsorption;
experimentalinvestigation

薄壁金属管作为结构部件被广泛使用。它们不强度、很轻的质量、优良的承载效率和能量吸收能
仅制作工艺简便、成本低廉，而且具有高