《表2 薄壁纵梁轴向压溃力学性能Tab.2 Front railpressing-crack property》

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《基于高强钢与材料填充的白车身耐撞性轻量化设计》

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选取初始材料Trip600/ST280作为内/外板材料参照组，高强钢DP780/ST340、DP980/Trip600材料组合分别作为试件第二、第三组，然后对三组纵梁结构试件分别进行金属泡沫铝填充。各组试件仿真碰撞速度与试验一致，均为30.4 km/h，初始碰撞能量为33.1kJ。不同等级高强钢与泡沫铝填充纵梁结构轴向压溃力学性能如表2所示，分析数据可以得到:在无填充情况下，随着内、外板钢材强度等级提高，第二、第三组纵梁的平均碰撞力提升了24.2%与50.3%，表明随着钢材强度等级提高，结构变形抗力增大，发生塑性变形吸收的能量也增加。由能量、力与位移的关系，纵梁的压溃距离减小为150 mm与124 mm，碰撞力曲线脉宽变窄，如图4a所示；在填充金属泡沫铝情况下，相对初始结构，泡沫铝填充三组试件碰撞力提升比例分别为33.9%、56.4%、80.8%，明显高于仅提升钢材等级所获得的效果，可见填充金属泡沫铝对提升吸能效果明显。由于泡沫铝材料压缩特性具有屈服平台阶段，填充了泡沫铝的纵梁结构碰撞力曲线在突破初始屈服后也保持了稳定的屈服平台，该阶段的碰撞力波峰波谷幅值偏差较小，结构吸能稳定，如图4b所示。泡沫铝填充结构发生“手风琴”式溃缩变形，当纵梁通过移动塑性铰变形吸能后，泡沫铝经过压缩进入致密化阶段，对溃缩后纵梁提供支撑，防止失稳，使整个结构的变形非常规则稳定，如图5所示。对于同等级强度钢材，三组试件铝填充相对无填充结构的平均碰撞力分别提高了33.9%、25.9%、20.3%，说明随着纵梁钢材强度等级提升，泡沫铝填充对提高平均碰撞力（吸能能力）的效果逐渐减弱。因此，在较低强度等级钢材结构中填充泡沫铝，其对增加吸能的作用更为明显。