高效、大承载、轻量化吸能器的制造方法及冲击动力学研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51105358
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
26.0万
负责人：
罗昌杰
依托单位：
中国科学院深圳先进技术研究院
学科分类：
E0503.机械动力学
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
何凯；李赳华；欧协锋；毛贺；王大志；荀大伟；李光磊；汤溪；
关键词：
冲击动力学制造方法仿真平台吸能器力学建模

项目摘要

大承载吸能器在高速列车及航天着陆探测器等领域扮演着极为重要的角色，是保证乘员或其他有效载荷免受重大伤害的终极安全卫士。高效、轻量化的吸能器能够达到大大减轻系统自重、提高其载客/载重量、节能等目的。高效、大承载、轻量化吸能器的研究应用在一定程度上反映了一个国家的被动安全防护技术发展水平。本项目旨在针对国内外大承载吸能器研究中存在的共性和关键科学问题，以轻量化、高效率、高可靠性及易于加工等性能为目标，开展新型吸能器的创新研究。通过系统研究大承载吸能器的吸能机理，采用新的拓扑结构形式及基体材料，提出新型高效、大承载、轻量化的吸能器构型，系统研究新型吸能器的制造方法及工艺，对新型吸能器的准静态压缩力学行为和冲击动力学进行建模，并构建新型高效、大承载、轻量化吸能器的仿真平台，形成一个完整的吸能器设计、分析与制造体系，为高性能大承载吸能器的工程应用提供理论基础、设计依据和支撑技术。

结项摘要

大承载吸能器在高速列车及航天着陆探测器等领域扮演着极为重要的角色，是保证乘员或其他有效载荷免受重大伤害的终极安全卫士。高效、轻量化的吸能器能够达到大大减轻系统自重、提高其载客/载重量、节能等目的。高效、大承载、轻量化吸能器的研究应用在一定程度上反映了一个国家的被动安全防护技术及装置的发展水平。.本项目旨在针对国内外大承载吸能器研究中存在的共性和关键科学问题，以轻量化、高效率、高可靠性及易于加工等性能为目标，开展新型吸能器的创新研究。本项目首先系统的研究了高强度金属蜂窝吸能器的构型，并深入研究了基于成形法的高强度铝蜂窝吸能器的制造工艺，并在此基础上研制了相应的高强度、高性能铝蜂窝的制造装置。利用所研制的制造装置制备了高强度铝蜂窝吸能器，并遵循理论计算、仿真分析、试验验证及技术改进的技术路线，对铝蜂窝吸能器的吸能特性进行了深入研究。.然后在分析现有切削式吸能器工作原理的基础上，提出了新型的切削式吸能器结构，并遵循仿真分析，试验验证及技术改进的技术路线，对切削式吸能器的吸能特性进行了深入的研究。.最后以轻量化、高效率、高可靠性及易于加工等性能为目标，开展新型高速列车吸能器的创新研究。通过系统研究高速列车吸能器的吸能机理，从吸能器的基体材料和拓扑结构上进行创新设计，提出新型高效、轻量化的高速列车碳纤维吸能器构型，对新型吸能器的冲击动力学进行力学建模，给出其优化设计方法，并构建高速列车高效、轻量化碳纤维吸能器的仿真平台，形成一个完整的吸能器设计与制造体系，为高速列车高性能吸能器的工程应用提供理论基础、设计依据和支撑技术。.通过本项目的实施，共发表学术论文11篇，其中4篇为国际会议论文，7篇为期刊论文，EI检索论文10篇，申请发明专利4项。培养客座硕士研究生6名。