设计了一种半椭球壳体柱胞单元,采用深拉成型工艺制备了柱胞单元。然后通过Hopkinson动态冲击试验对薄壁椭球壳柱胞单元吸能值量化,研究了不同材质的柱胞单元在不同冲击速度下的吸能特性。研究表明:通过能量的计算,柱胞单元具有良好的缓冲吸能效果,能够吸收基于冲击荷载20%至30%的能量。当冲击速度较大时,柱胞变形较完全,相同几何参数下,不锈钢材质柱胞吸收的能量大于紫铜材质柱胞。当冲击速度较小时,不锈钢材质柱胞变形距离短,耗散能量有限,而紫铜材质柱胞变形更充分,吸收更多的能量。对于紫铜材质的柱胞单元,无论冲击速度,壁厚越厚其吸能效果越好;而对于不锈钢材质柱胞单元,冲击速度小于8m/s时,壁厚越薄吸能越多,当冲击速度增大到11m/s后,壁厚越大吸能效果越好。 第39卷第12期2017-12【67】1柱胞单元构型设计和加工工艺柱胞单元属于金属薄壁壳体材料一种。金属薄壁壳体材料，其由于轻质、低成本的特点不同冲击速度下-电动数控滚圆机张家港钢管不锈钢滚圆机滚弧机折弯机，已被广泛应用于工业产品中。但因金属薄壁壳体构型复杂且壁厚较小，加工容易变形，无法达到理论上金属薄壁壳体尺寸和精度的要求，且不同加工工艺对柱胞力学性能具有一定的影响。目前本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name，金属薄壁壳体加工工艺主要有两种：深拉成型工艺和3D打印整体成型工艺。1.1柱胞构型设计柱胞试件采用椭球壳构型，以0Cr18Ni9不锈钢和T2紫铜为原材料，通过深拉成形工艺加工而成，如图1(a)所示。根据柱胞材质和几何参数，可用Cu(G)-17(14)-t代表一种柱胞单元试样。第一个字母表示试验选用柱胞材质，其中Cu代表T2紫铜、G代表0Cr18Ni9不锈钢。第二个字母代表柱胞单元赤道半径，共有两种尺寸17mm和14mm，当赤道半径r1=17mm时柱胞单元极半径对应r2=21mm；当赤道半径r1=14mm时柱胞单元极半径对应r2=15mm。第三个字母t表示柱胞壁厚，试验选取0.3mm、0.5mm、0.7mm四种厚度。柱胞详细特征参数如表1所示。为约束薄壁椭球壳底边在压缩过程中不发生滑移，在底板上设置凹槽，将薄壁椭球壳卡进凹槽中并使用结构胶粘结牢固，如图1(b)所示。1.2深拉成型工艺制备柱胞单元本文试验所用的柱胞试件可通过薄板深拉成形而成，由于成形过程中模具与板材之间摩擦力较大，且板材易发生较大的塑性变形而出现破裂，因此不能采用一次成形，其加工过程主要分为三步：预拉成形、整型及切边。预拉成形是指使用油压机对薄板深拉预成形，预拉成形过程中保证油压机运行速度恒定；且预拉成形过程中试件温度变化不大，以避免破坏柱胞基体材料的分子结构排列，使基体材料的机械性能发生变化。图2(a)为预拉成形示意图，如图所不同冲击速度下-电动数控滚圆机张家港钢管不锈钢滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name