軸向梯度強(qiáng)度設(shè)計(jì)提高薄壁低碳鋼管抗撞性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，人們?nèi)找骊P(guān)注和重視車輛節(jié)能和結(jié)構(gòu)安全等方面的問題。在安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)和制造中引入薄壁結(jié)構(gòu)件更易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化和柔性化，從而更好的滿足吸能性方面的要求。薄壁金屬管作為一種常見的薄壁結(jié)構(gòu)件，在安全防護(hù)裝置的研制方面得到廣泛應(yīng)用。目前對(duì)薄壁管吸能的研究多是集中在結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面，本文采用對(duì)Q235薄壁金屬管進(jìn)行局部快速加熱和整體快速冷卻的方法，通過對(duì)材料微觀組織的控制，制備出一種沿著軸向強(qiáng)度梯度分布變強(qiáng)度薄壁管，并

2、通過試驗(yàn)及數(shù)值模擬系統(tǒng)的研究了其準(zhǔn)靜態(tài)壓縮變形行為及防撞性能。
　　首先利用快速感應(yīng)加熱以及10％NaCl溶液淬火冷卻，對(duì)管材進(jìn)行了變強(qiáng)度處理。對(duì)不同強(qiáng)度位置進(jìn)行組織分析，并對(duì)圓管進(jìn)行硬度測試，分析了硬度的分布特點(diǎn)，進(jìn)而得到了強(qiáng)度分布的寬度。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)保溫時(shí)間（30s，60s）的增加對(duì)中間熱影響區(qū)域的寬度影響不大。
　　本文對(duì)原始管和變強(qiáng)度管進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)模擬和動(dòng)態(tài)模擬，得到了兩種管應(yīng)力集中的位置和塑性變形吸收能量的差異，發(fā)現(xiàn)

3、以相同動(dòng)能軸向撞擊管材時(shí)，變強(qiáng)管的壓縮距離小于原始管材。通過模擬得到梯度強(qiáng)度變化可以在一定范圍內(nèi)有效提高管材吸能能力，合理的強(qiáng)度分布有利于管材疊縮的有序產(chǎn)生。
　　本文對(duì)長度為100mm、150mm和200mm的原始管和變強(qiáng)度管進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過變強(qiáng)度處理后的管材吸能效果提高明顯，對(duì)于100mm和150mm變強(qiáng)度管材在各自極限壓縮距離時(shí)總吸能效果都要比原始管材提高40%以上。保溫時(shí)間的延長對(duì)長度為100mm的管材吸能影