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4、采用泡沫鋁填充的軌道車輛吸能裝置碰撞特性仿真

3、泡沫鋁有限仿真

3.1 泡沫鋁模型

本文對(duì)泡沫鋁的有限元建模，采用等效的方法，即忽略泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)的具體形態(tài)，把整個(gè)結(jié)構(gòu)作為實(shí)體來建立其有限元模型。進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分時(shí)，采用的單元類型為Solid單元。

泡沫鋁模型如圖2所示，長為340mm，直徑為80mm。泡沫鋁材料的本構(gòu)關(guān)系采用MSC.dytran 中的FOAM1模型，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線則采用文獻(xiàn)中所提供的曲線，將此曲線等效為材料場的形式來模 擬泡沫鋁材料。本文分別對(duì)相對(duì)密度為0.22,0.24,0.31,0.37,0.42五種不同密度的泡沫鋁進(jìn)行了仿真。仿真采用主從接觸搜索方法，定義質(zhì)量為1Ton的剛體，以速度30km/h 軸向撞擊泡沫鋁。仿真時(shí)間為0.03s。時(shí)間步長為5e-8s。

3.2 泡沫鋁仿真結(jié)果

(1)變形結(jié)果；由于FOAM1模型中設(shè)定泡沫鋁的泊松比為零，因此泡沫鋁只應(yīng)在軸向發(fā)生變形，在另外兩個(gè)方向不應(yīng)該有變形。變形結(jié)果如圖3所示。

(2)時(shí)間- 吸能曲線；泡沫鋁的吸能曲線如圖4所示：

(3)時(shí)間-應(yīng)力曲線；泡沫鋁的時(shí)間-應(yīng)力曲線如圖5所示：

(4)時(shí)間-加速度曲線；

泡沫鋁的時(shí)間-加速度曲線如圖6~10所示：