4、采用泡沫铝填充的轨道车辆吸能装置碰撞特性仿真

3、泡沫铝有限仿真

3.1 泡沫铝模型

本文对泡沫铝的有限元建模，采用等效的方法，即忽略泡沫铝孔结构的具体形态，把整个结构作为实体来建立其有限元模型。进行有限元网格划分时，采用的单元类型为Solid单元。

泡沫铝模型如图2所示，长为340mm，直径为80mm。泡沫铝材料的本构关系采用MSC.dytran 中的FOAM1模型，应力-应变关系曲线则采用文献中所提供的曲线，将此曲线等效为材料场的形式来模 拟泡沫铝材料。本文分别对相对密度为0.22,0.24,0.31,0.37,0.42五种不同密度的泡沫铝进行了仿真。仿真采用主从接触搜索方法，定义质量为1Ton的刚体，以速度30km/h 轴向撞击泡沫铝。仿真时间为0.03s。时间步长为5e-8s。

3.2 泡沫铝仿真结果

(1)变形结果；由于FOAM1模型中设定泡沫铝的泊松比为零，因此泡沫铝只应在轴向发生变形，在另外两个方向不应该有变形。变形结果如图3所示。

(2)时间- 吸能曲线；泡沫铝的吸能曲线如图4所示：

(3)时间-应力曲线；泡沫铝的时间-应力曲线如图5所示：

(4)时间-加速度曲线；

泡沫铝的时间-加速度曲线如图6~10所示：