基于螺旋槽变形诱导的多胞管轴向压溃性能及机理分析研究

来源：振动与冲击杂志2025年第18期北京时间：

作者：崔勇鑫，范志强fanzhq@nuc，张家伟，张冰冰

单位：1.中北大学航空宇航学院，太原030051；2.太原工业学院环境与安全工程系，太原030008

摘要：多胞薄壁管因通过截面拓补设计引入了更多的角元和更长的塑性铰，在轴向压溃过程中能够提供更高的压溃载荷和比吸能，但其压溃变形模式和能量吸收效率仍受结构尺寸效应的影响。通过在一阶多胞管（multi-cell tube，MT）的外侧柱壳外表面引入竖向螺旋槽，构建一种改进型一阶多胞管（modified multi-cell tube，MMT），通过预制刻槽缺陷诱导小长径比多胞管的变形模式，以降低初始峰值载荷并减小载荷波动度。采用机加工制备刻槽型多胞管，分别对无填充的刻槽多胞管和泡沫铝填充多胞管（FMT）进行了准静态和低速冲击压缩实验。通过数值模拟进一步探讨了螺旋槽深度及其位置等因素对结构变形特征和能量吸收性能的影响，结果表明：螺旋槽的引入及泡沫铝的填充均能够显著提升多胞管的压溃载荷效率，并有效减小了压缩过程中的载荷波动；MMT外管上的刻槽能够诱导柱壳结构的折叠变形模式，在加载过程中可有效降低初始峰值力，并获得更为平稳的MCF曲线。<br>

关键词：改进型多胞管；平均压溃力(MCF)；载荷波动；变形机制