Development of impact absorbers filled with gradient foams having high Poisson effect

开发填充具有高泊松效应的梯度泡沫的冲击吸收器

• 批准号: 24760076
• 负责人: HIGUCHI Masahiro
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24760076/
• 关键词: 衝撃工学; 発泡材料; エネルギ吸収; 構造設計; 衝撃; シンタクチックフォーム; 材料設計

The main purpose of the research is to develop of novel impact absorbers using Poisson effect of a syntactic foam filled into a thin-walled circular tube, and then to examine the effect of graded structure of the foam. Experiments reveal that the interaction between transverse deformations of the foam and progressive buckling of the tube enhanced the absorbed energy, and the absorbed energy in impact load is higher than that in static load because of the strain rate effect of the matrix of the foam. Furthermore, dynamic finite element analyses suggested that by increasing the density and rigidity near the impacted end of the structure, the energy absorption just after a high-velocity impact could be dramatically enhanced without increasing the maximum load at the fixed end. In addition, the load-displacement diagram in the low velocity impact can be controlled by the graded distribution of the material properties of the core foam material.

本研究的主要目的是利用复合泡沫材料的泊松效应来开发新型的薄壁圆管冲击吸收器，并考察泡沫材料的梯度结构的影响。实验结果表明，泡沫材料的横向变形与圆管的渐进屈曲相互作用，使吸收的能量增大，由于泡沫材料基体的应变率效应，冲击载荷下的吸收能量高于静载荷下的吸收能量。此外，动态有限元分析表明，通过增加结构的冲击端附近的密度和刚度，可以在不增加固定端处的最大载荷的情况下显著增强高速冲击后的能量吸收。另外，通过泡沫芯材材料性能的梯度分布，可以控制低速冲击载荷-位移曲线。

项目成果

Axial Crushing Behavior of Aluminum Alloy Circular Tube Filled with Syntactic Epoxy Foam

复合环氧树脂泡沫填充铝合金圆管的轴向压溃行为

• 发表时间: 2013
• 作者: Masahiro Higuchi;Makoto Suzuki;Tadaharu Adachi;Hiroshi Tachiya
• 通讯作者: Hiroshi Tachiya

傾斜機能シンタクチックフォームの圧縮特性におよぼすひずみ速度の影響

应变速率对功能梯度复合泡沫压缩性能的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: Masahiro Higuchi ;Shun Suzuki;Tadaharu Adachi;中村祐太， 邱 建輝，村上 卓，境 英一;樋口理宏,藤本健太,足立忠晴
• 通讯作者: 樋口理宏,藤本健太,足立忠晴

Dynamic Behavior of Circular Tubes Subjected to High Velocity Impact

高速冲击下圆管的动态行为

• 发表时间: 2013
• 作者: Masahiro HIGUCHI;Shun SUZUKI;Tadaharu ADACHI;Hiroshi TACHIYA
• 通讯作者: Hiroshi TACHIYA

樋口理宏，石原竜馬，足立忠晴，立矢宏

樋口道宏、石原龙马、安达忠治、立谷宏

• 发表时间: 2013
• 作者: 中村 祐太;邱 建輝;境 英一;シンタクチックフォーム充填薄肉円筒の軸圧潰挙動
• 通讯作者: シンタクチックフォーム充填薄肉円筒の軸圧潰挙動

Improvement of Energy Absorption of Circular Tubes Subjected to High Velocity Impact

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.566.575
• 发表时间: 2014-06
• 期刊: Applied Mechanics and Materials
• 作者: M. Higuchi;Shun-ichi Suzuki;T. Adachi;H. Tachiya