华南理工大学学报(自然科学版)

作者：马芳武, 王强, 马文婷, 等

单位：1.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林 长春 130025；2.中国第一汽车股份有限公司研发总院，吉林 长春 130013；3.汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室，吉林 长春 130011

关键词：汽车碰撞,吸能,功能梯度,多工况,负泊松比

基金：吉林省产业技术研究与开发专项(2019C041-2);吉林大学研究生创新研究计划项目(101832020CX132)

为满足车辆实际碰撞要求，提高汽车吸能部件的耐撞性，本文基于仿生原理提出了混合梯度负泊松比结构，建立了有限元模型，同时制作试验样件进行轴向压缩试验，验证了有限元模型的准确性。并利用LS-DYNA在不同冲击角度和冲击速度工况下对9种不同排布方式的混合梯度结构进行仿真模拟。综合耐撞性指标对比结果表明：多工况冲击条件下的最优排布方式为横向负梯度和纵向正梯度的组合，相比于均匀梯度结构，其综合吸能量提高了19.2%，吸能稳定性提高了30.6%，改进效果明显。通过对具有不同排布方式的混合梯度结构的变形模式进行对比分析发现：单一的横向梯度可以提高结构的吸能稳定性，而单一的纵向梯度则可以提高结构的综合吸能性能，最优的混合梯度结构由于合理的材料分布，兼顾了综合吸能性和吸能稳定性，从内在机制上解释了最优排布方式综合性能优异的原因，有利于混合梯度负泊松比结构的工程化。

来源：2022年第7期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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