【正文】 的總位移—時(shí)間曲線圓環(huán)頂部單元1378 437 946 1370在沖擊過程中的應(yīng)力—時(shí)間曲線和應(yīng)變—時(shí)間曲線如下： 圓環(huán)頂部單元1378 437 946 1370的位置 圓環(huán)頂部單元1378 437 946 1370在沖擊過程中的Y軸應(yīng)力—時(shí)間曲線 圓環(huán)頂部單元1378 437 946 1370在沖擊過程中的Z軸應(yīng)力—時(shí)間曲線 圓環(huán)頂部單元1378 437 946 1370在沖擊過程中的Von mises 有效應(yīng)力—時(shí)間曲線 圓環(huán)頂部單元1378 437 946 1370在沖擊過程中的有效塑性應(yīng)變—時(shí)間曲線、 mises應(yīng)力云圖： 圓環(huán)沖擊過程中不同時(shí)間的Von mises stress云圖、 圓環(huán)沖擊過程中不同時(shí)間的y軸方向應(yīng)力云圖圓環(huán)在沖擊過程中的內(nèi)能—時(shí)間曲線如下： 沖擊過程中圓環(huán)的內(nèi)能—時(shí)間曲線從圓環(huán)內(nèi)能—時(shí)間曲線可以看到圓環(huán)吸收了能量使內(nèi)能增加。圓環(huán)在沖擊過程中的動能—時(shí)間曲線如下： 沖擊過程中圓環(huán)的動能時(shí)間曲線 沖擊過程中圓環(huán)的總能量時(shí)間曲線5 總結(jié)隨著人類社會的進(jìn)步及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，耐撞性的研究工作越來越引起人們的重視。結(jié)構(gòu)耐撞性的研究，主要關(guān)心的是低、中速碰撞，但碰撞物所攜帶的動能仍然可以是巨大的。因此，在碰撞中結(jié)構(gòu)所吸收的總能量是這個問題中最主要的一個參數(shù)。在某些特定的情況，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)無法滿足吸收全部碰撞動能的要求，這是就需要采用一些經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)元件作為能量吸收裝置。設(shè)計(jì)良好的能量吸收裝置可以使能量的耗散以一種有控制的方式進(jìn)行，即不但能吸收設(shè)計(jì)要求的碰撞總能量，而且能按設(shè)計(jì)要求控制碰撞力和減速度的變化。除此以外，結(jié)構(gòu)的耐撞性研究還涉及到分析結(jié)構(gòu)在撞擊下特性的細(xì)節(jié)，包括結(jié)構(gòu)是如何控制碰撞減速度的，以及結(jié)構(gòu)變形和破壞的具體模式。在本篇畢業(yè)論文中，我們學(xué)習(xí)、介紹了已有的研究成果，對已有的理論進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)、理解。前面對耐撞性和能量吸收的概念進(jìn)行了介紹，同時(shí)，介紹了耐撞性理論在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用，和其不可或缺的地位。由于現(xiàn)實(shí)中撞擊的普遍性和緩沖吸能的重要性，就有必要對緩沖吸能材料進(jìn)行深入的研究。材料的吸能有多種形式，有的在吸能過程中發(fā)生極小的變形，有的發(fā)生極大的變形，但是要得最好的吸能材料，就需要對其吸能性進(jìn)行試驗(yàn)分析，以設(shè)計(jì)出更好的緩沖吸能元件。塑性彎曲作為一種能量耗散機(jī)制，在碰撞能量吸收裝置中有著廣泛的應(yīng)用。由于金屬圓環(huán)結(jié)構(gòu)具有變形穩(wěn)定、承載力穩(wěn)定、變形行程長、初始沖擊力小、取材方便、易于更換以及產(chǎn)生的比能耗高等優(yōu)勢，受到了工程界的高度重視，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，圓環(huán)成為一種研究得最充分應(yīng)用得最廣泛的能量吸收元件。第二章中我們簡單介紹了一對集中力作用下的受壓、受拉圓環(huán)以及在兩平板對壓下圓環(huán)的理論分析。第三章中對圓環(huán)進(jìn)行了壓縮和沖擊試驗(yàn)，通過試驗(yàn)研究了圓環(huán)在壓縮和沖擊過程中的變形模態(tài)，從試驗(yàn)中得到的圓環(huán)在壓縮過程中的載荷—位移曲線。同時(shí)對試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)分析，繪制了圓環(huán)在壓縮過程中的載荷—位移曲線。第四章中，在經(jīng)典剛塑性理論的基礎(chǔ)上，采用動力有限元程序LSDYNA對金屬圓環(huán)結(jié)構(gòu)在沖擊下的動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值分析，從計(jì)算機(jī)模擬得到的圓環(huán)沖擊變形圖中，可以看到低速沖擊下的圓環(huán)的變形形態(tài)與壓縮試驗(yàn)得到的圓環(huán)的變形形態(tài)是相似的。通過分析圓環(huán)在沖擊過程中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和單元的應(yīng)力、位移、能量的各種曲線和云圖，對圓環(huán)的沖擊動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，圓環(huán)結(jié)構(gòu)是高效的能量吸收裝置。具有廣泛的應(yīng)用前景和實(shí)際工程意義，值得進(jìn)一步推廣和研究。參考文獻(xiàn)[1] ,1986,16(1)：28～39[2] Johnson W, Reid S R. Metallic energy dissipating Mechanic Review,1978 ,31 :277～288[3] ,1985,3:2～9[4] 趙凱,沈建虎,劉凱欣等. ，43(3):312～316[5] 楊嘉陵,余同希,王仁. , 1993,23(1):23～33[6] Deruntz J A,Hodge P G. Crashing of a tube between rigid plate [J].Appl Mech ASME 1963,30:391～395[7] Reid S R ,Reddy T Y. Effects of strain hardening on the lateral pression of tube between rigid plate [J].Int J Solids Structures,1978,14 :213～225[8] Redwood R G. Discussion of Ref. 9 [J].Appl Mech ,1964,31:357～358[9] Reid S R ,Reddy T Y. Phenomena associated with the crushing of metaltubes between rigid plate[J]. Int J Solids Structures,1979,16:545～562[10] Shim V P W,Quah S E. Effects of geometrical and loading parameters on wave propagation in a circular ring[J].International Journal of Impact Engineering,2001,25:103～222[11] Shu D W,Lim B B. Metal tube under lateral pression,engineering plasticity and impact dynamics[Z]. Editor by L Zhang,2001,75～95[12] 張鐵光,郭曉剛. 受橫向沖擊圓環(huán)的粘塑性大變形分析[J].爆炸與沖擊,1990,10(1):55～61[13] ,1979,1:89～91[14] Choi S T,Carney J F,Veillette J R. Energydissipation characteristics of steel Mechanics 1986,6:301～305[15] 楊嘉陵,—，2002,23(5):421～426[16] 余同希,:科學(xué)出版社,1992[17] 宋宏偉,趙桂范,2000,1:11～14[18] . 上海:上海交通大學(xué),2000[19] 余同希，：[20] 余同希. . 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,1992致 謝本文是在孫華東老師的悉心指導(dǎo)、啟發(fā)和熱誠的幫助下完成的。孫老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格、謙和的待人態(tài)度、善于啟發(fā)和調(diào)動學(xué)生思路的教學(xué)模式，令我無論是在學(xué)習(xí)還是在做人方面都受益匪淺。并且孫老師事無巨細(xì)的修改論文的精神令我深深的敬佩和感激。值此即將畢業(yè)之際，向?qū)O華東老師表示摯誠的感謝和由衷的敬意。同時(shí)，要感謝實(shí)驗(yàn)室的李艷輝老師和關(guān)學(xué)鋒老師，他們在我試驗(yàn)期間給予了大量的幫助和指導(dǎo)。還要感謝的是我的同學(xué)代鵬飛，他在ANSYS模擬上給予了我重要的幫助。也要向中北大學(xué)理學(xué)院力學(xué)系為學(xué)生付出辛勤勞動的其他各位老師表示衷心的謝意。54