城市轨道交通车辆用不锈钢蜂窝应变率敏感性研究

目的:不锈钢蜂窝具有较大的额定吸能容量,可以作为车辆端部的吸能材料,现已应用于车辆防爬器的吸能区,因此需研究应变率效应对不锈钢蜂窝动态冲击性能的影响.方法:以304不锈钢为基体材料,建立了不锈钢蜂窝异面压缩数值模型.采用两种不同规格的不锈钢蜂窝进行仿真建模,并结合不锈钢蜂窝的准静态压缩试验,验证模型的有效性.基于不锈钢蜂窝有限元模型,分析应变率效应对不锈钢蜂窝结构压溃应力、吸能和不锈钢蜂窝变形模式的影响.结果 及结论:304不锈钢材料具有明显的应变率强化效应;考虑应变率效应的压溃应力-位移曲线较为光滑,与文献中的试验所得的曲线更接近;考虑应变率效应后,不锈钢蜂窝的峰值压溃应力和平均压溃应力明显增大,最大压缩位移和理想吸能效率有所减少;304不锈钢材料的应变率效应会使蜂窝结构形成塑性铰所需的应变增大,进而影响其变形模式.