Crashworthiness Analysis of Bio-Inspired Fractal Plant Stems Multi-Cell Circular Tubes

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作者
Zhenzhen Cai,Xiaolin Deng
出处
期刊:International Journal of Structural Stability and Dynamics [World Scientific]
卷期号:25 (09) 被引量:7
标识
DOI:10.1142/s0219455425500919
摘要

A novel structure resembling plant stems, termed bio-inspired fractal plant stems multi-cellular circular tubes (BFPMC), was developed by incorporating fractal plant stem characteristics into smaller circular tubes within larger ones. The crashworthiness of this structure under axial impact was investigated using a validated LS-DYNA finite element model. The energy absorption performance of BFPMC tubes, varying in the number of branches, fractal orders, and inner circular diameters, was numerically studied. The numerical findings reveal a 19.27% increase in specific energy absorption (SEA) for BFPMC with [Formula: see text][Formula: see text]mm compared to [Formula: see text][Formula: see text]mm, indicating that filling a single circular tube can enhance the structure’s impact resistance. Subsequently, structural parameters conducive to excellent energy absorption characteristics were determined for various combinations of a number of branches, fractal order, and inner circle diameter parameters. These results offer valuable insights for designing multi-cellular double tubes with high energy absorption efficiency.

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