5、采用泡沫铝填充的轨道车辆吸能装置碰撞特性仿真

3.3 泡沫铝仿真结果及分析

从时间-应力曲线可以看出，泡沫铝在0.002s-0.02之间有很长一段的平台屈服阶段，而0.02s之后由于泡沫铝进入压实阶段所以应力急剧上升。现将0.02s时的应力近似的作为压实应力进行结果比较分析。结果如下表所示：

表一 泡沫铝仿真结果

从表一中可以看出，泡沫铝吸收的能量随着相对密度的增加而增加。泡沫铝的平台应力和最大应力也随着相对密度的增加而增加。仿真结果和文献给出的实验结果是相吻合的。泡沫铝前端节点的加速度峰值也随着泡沫铝相对密度增加而增加，说明随着泡沫铝相对密度增加，泡沫铝的缓冲性能有所下降。因而优选合适的密度材料，是泡沫铝工程应用中一个必须予以重视的的问题。

4、吸能装置的有限元仿真

4.1 吸能装置的有限元模型 

吸能装置为锥形箱体结构，中间置有薄壁圆管。由于吸能装置的外壳以及圆管均属于薄壁结构，所以有限元建模采用四边形薄壳单元划分网格。有限元模型如图10所示。本文以相对密度为0.22的泡沫铝材料作为圆管内部的填充材料，分别对未采用填充泡沫铝及采用填充泡沫铝的吸能装置进行了压缩仿真分析。