.目录摘要 3Abstract 40 文献综述 60.1前言 60.2空心薄壁梁的国内外的研究现状 60.2.1国外的研究现状 60.2.2国内的研究现状 70.3空心薄壁梁的碰撞性能指标 80.4小结 91 绪论 101.1空心薄壁梁构造的力学及吸能特性 101.2不同截面的空心薄壁梁的承载力及变形模式 111.2.1空心薄壁梁的承载力 111.2.2不同截面的空心薄壁梁的变形模式 131.3空心薄壁梁的变形模式及吸能特性研究的意义 141.4本文研究的主要内容 162 不同截面的空心薄壁梁的碰撞变形模式及吸能特性 162.1引言 162.2多种截面的空心薄壁梁的有限元建模及分析 172.2.1空心薄壁梁的几何尺寸和力学性能 172.2.2不同截面的空心薄壁梁有限元建模 182.2.3不同截面的空心薄壁梁有限元分析 192.2.4结论 222.3本章小结 233 不同壁厚的空心薄壁梁的碰撞变形模式及吸能特性 243.1引言 243.2不同壁厚的空心薄壁梁有限元建模及分析 243.2.1空心薄壁梁的几何尺寸及力学性能 243.2.2不同壁厚的空心薄壁梁有限元建模 253.2.3不同壁厚的空心薄壁梁的有限元分析 263.2.4结论 283.3本章小结 294 不同固有频率的空心薄壁梁的碰撞变形模式及吸能特性 294.1引言 304.2不同固有频率的空心薄壁梁建模及分析 304.2.1空心薄壁梁的几何尺寸及力学性能 304.2.2不同杨氏模量的空心薄壁梁有限元建模 304.2.3不同杨氏模量的空心薄壁梁有限元分析 324.2.4结论 344.3本章小结 355 全文总结及展望 365.1全文总结 365.2展望 37参考文献 38致谢 41空心薄壁梁的碰撞变形模式及吸能特性研究冯相杰西南大学工程技术学院，重庆摘要：空心薄壁梁构造作为车身的根本承载单元和缓冲吸能构件，在车身的设计优化中具有广泛的应用前景。
空心薄壁梁有三种主要的变形模式，即弯曲，扭转和轴向压溃空心薄壁梁构造受到冲击载荷时会产生很大的压溃行程，从而通过自身的塑性变形来消耗冲击的能量因此研究空心薄壁梁在轴向冲击载荷下的变形模式及其吸能特性对其碰撞性能研究具有重要的指导作用目前研究多种截面的空心薄壁梁的行为甚少，故本文将研究多种截面的空心薄壁梁、不同壁厚的空心薄壁梁以及不同杨氏模量的空心薄壁梁与梁变形模式及吸能特性的关系：1） 建立多种截面的空心薄壁梁模型，计算上述所建模型，承受轴向对称压缩动态载荷时梁的变形模式，并与相关实验结果进展比照验证进而分析其变形规律、比质量吸能特性，以及影响薄壁梁稳定压溃变形模式的构造参数等2） 建立固有频率逐渐升高的空心薄壁梁模型计算它们的固有模态，及其承受轴向压缩动态载荷时的变形模式，分析其固有频率这一参数与梁的变形模式及比质量吸能特性的关系进而探讨影响薄壁梁稳定压溃变形模式的构造参数关键词：空心薄壁梁，有限元模型，变形模式，轴向压溃，吸能特性Study of the collision behavior mode and energy absorption properties of the hollow thin-walled beamsFENG XiangjieCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, ChinaAbstrct:Hollow thin-walled beam structure as the basic body bearing unit and energy absorption components, has the widespread application prospect in the design optimization of vehicle body. There are three main modes of deformation, bending, torsion and axial crushing. When subjected to impact load, hollow thin-walled beam structure will have a huge crush stroke, which through its own plastic deformation to consume the impact energy. So the research of hollow thin-walled beam under axial impact load and energy absorption characteristics plays an important role in guiding the research on the performance of collision model. The present study a variety of cross section of the thin-walled hollow beam behavior of hollow thin-walled beam is very little, so this paper wills study a variety of cross-section of hollow thin-walled beams, the relationship between the beam deformation modes and its moment of inertia, deflection and other parameters in all directions:1) Establish a variety of cross section of the hollow thin-walled beam model, The calculation of the above model, the deformation mode of the beam under axial symmetric compression dynamic load, and compared with the related experimental results. And then analyze its deformation law, the energy absorption characteristics of specific mass, as well as the structure parameters which affect thin walled beam stability collapse deformation modes.2) Frequencies increased hollow thin-walled beam model is established. Calculate their intrinsic mode, and the deformation mode when under axial compression dynamic loads, analysis the relationship between the beam parameters such as the natural frequency, vibration mode and the energy absorption characteristics of specific mass and the deformation mode. And then discuss the structural parameters which influence the stability crushing deformation mode of thin-walled beams.Keywords: hollow thin-walled beams; finite element model; deformation mode; axial crushing; energy absorption characteristics.0 文献综述0.1前言 空心薄壁梁构造具有重量轻、强度高等特点，是一种最常见的吸能元件，被广泛用于汽车等交通工具中作为缓冲吸能构件，空心薄壁梁有三种主要的变形模式，即弯曲，扭转和轴向压溃。
空心薄壁梁构造受到冲击载荷时会产生很大的压溃行程，从而通过自身的塑性变形来消耗冲击的能量在正面碰撞中，如果空心薄壁梁产生规那么的手风琴式轴向对称变形即轴向压溃，那么可以表现出很好的碰撞吸能特性国内外的学者很早就发现了空心薄壁梁的这一妙用并对此做了大量的理论实验分析并取得了巨大的成就，但由于空心薄壁梁其本身变形机制的理论表达比拟复杂，实际碰撞过程中轴向力也存在偏心等其他多变情况，因此直到今天，研究空心薄壁梁在轴向冲击载荷下的变形模式及其吸能特性这一课题仍然重要并且必要0.2空心薄壁梁的国内外的研究现状0.2.1国外的研究现状 空心薄壁梁之所以被广泛用于吸能元件是因为其强度高，质量轻，吸能的效果好而其出现轴向压溃时载荷稳定，是最理想的吸能模式为了更好的研究空心薄壁梁轴向压溃时的吸能特性，各位专家学者对其做了大量的研究20世纪60年代，Alexander 针对圆形截面的薄壁空心梁的理想轴向压溃作了较为简化的理论分析同年，Pugsley 和 Macaulay 通过薄壁金属管的数次研究， 提出了静态条件下的塑性铰模式，并基于试验数据给出了轴向压缩经历公式 20 世纪 80 年代，Abramowicz和 Wierzbicki 等主要针对矩形截面的空心薄壁梁的轴向压溃建立了较为完整的理论模型，并且提出了运用折叠单元〔Super Folding Element, SFE〕对其变形机制进展分析，得到了广泛的认同和应用。
20世纪90年代后，这些根底的理论模型得到了进一步的完善及推广随着计算机技术的开展与推广，国外的学者纷纷把计算机仿真技术运用到自己的研究当中，从而使得空心薄壁梁的耐撞性能研究迅速开展1975 年，Belytschko第一个使用壳单元以及显式时间积分技术来对汽车的车体碰撞做了有限元分析1984-1986 年期间，Benson和Hallquist第一次完成了对汽车整车碰撞的显式有限元分析Yamazaki和Han对一系列的圆形截面的空心薄壁梁进展了抗撞性的数值模拟和优化分析，并通过试验对承受轴向压缩动载荷的空心薄壁梁的抗撞性进展了验证，从而证明理论分析是可靠的Kurtaran，Avalle 和 Chiandussi等学者对方锥形截面的空心薄壁梁和圆锥形截面的空心薄壁梁的抗撞性进展了比照分析研究，研究锥形截面的空心薄壁梁的碰撞变形模式及吸能特性Kim 和 Mi jar等人对截面形状为正方形的薄壁梁的抗撞性能展开了有限元仿真分析，得到其理论的抗撞性能国外还有很多通过计算机仿真对空心薄壁梁的碰撞变形模式及吸能特性的研究，这里就不一一列举了0.2.2国内的研究现状 。