Design and study of crashworthiness for square vicsek fractal hierarchical multicellular tubes under axial compression

耐撞性 平方(代数) 压缩(物理) 分形 结构工程 材料科学 工程类 复合材料 数学 几何学 数学分析 有限元法
作者
Shen Xu,Huilan Huang,Xiaolin Deng
出处
期刊:Journal of Sandwich Structures and Materials [SAGE Publishing]
被引量:4
标识
DOI:10.1177/10996362241294162
摘要

Through extensive examination of thin-walled structures, the efficacy of enhancing the crashworthiness of thin-walled tubes via layered structures has been confirmed. In this study, we introduce a novel design called the square Vicsek fractal hierarchical multicellular tube (SVFHMT), which integrates principles from fractal science, specifically Vicsek fractals. Unlike conventional layered structures that align along a single direction, our design incorporates layers evenly distributed at five positions throughout the structure, resulting in a more uniform material distribution compared to traditional layering methods. In this paper, the verified finite element model is used to analyze the crashworthiness of the structure, and the effects of levels, wall thickness, wall thickness ratio of different levels and height to diameter ratio on the crashworthiness of the structure are discussed. The mean crushing force (MCF) of SVFHMT is predicted by Simplified Super Folding Element theory. Our findings highlight the significant influence of layering, wall thickness, and ratios of wall thickness between layers on the crashworthiness of the structure. Specifically, for structures of equal mass, the energy absorption of second-order SVFHMTs and third-order SVFHMTs demonstrates substantial improvements compared to square nine-cell tubes, with increases of 51.05% and 91.70%, respectively. Moreover, when maintaining equal mass for second-order SVFHMTs with differing ratios of wall thickness between layers, specific energy absorption ranges from 15.69 kJ/kg to 21.29 kJ/kg. Notably, the maximum error between theoretical and simulated values of the mean crushing force for each order of SVFHMT is only 7.34%. This underscores the effectiveness of our novel layer design strategy, which diverges significantly from conventional approaches and offers valuable insights for advancing layered structures further.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Jerry完成签到 ,获得积分20
1秒前
暴躁的海ge完成签到,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
白子双发布了新的文献求助10
3秒前
Angenstern完成签到 ,获得积分10
5秒前
白子双完成签到,获得积分10
11秒前
mp5完成签到,获得积分10
12秒前
innocent完成签到,获得积分10
13秒前
ly完成签到,获得积分10
13秒前
tianliyan完成签到 ,获得积分10
17秒前
大轩完成签到 ,获得积分10
18秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
18秒前
xj_yjl完成签到,获得积分10
19秒前
Augreen完成签到,获得积分10
19秒前
woodword完成签到,获得积分10
20秒前
认真勒完成签到 ,获得积分10
20秒前
高兴的问儿完成签到 ,获得积分10
23秒前
fissh完成签到,获得积分10
24秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
24秒前
活力元珊完成签到 ,获得积分10
24秒前
大气沛容完成签到,获得积分10
26秒前
Young完成签到 ,获得积分10
26秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
28秒前
calphen完成签到 ,获得积分10
30秒前
饱满的棒棒糖完成签到 ,获得积分10
31秒前
王木木完成签到 ,获得积分10
35秒前
浮尘完成签到 ,获得积分0
39秒前
义气的元柏完成签到 ,获得积分10
39秒前
苏su完成签到 ,获得积分10
40秒前
c123完成签到 ,获得积分10
41秒前
小研同学完成签到,获得积分10
42秒前
务实的奇迹完成签到 ,获得积分10
43秒前
fxy完成签到 ,获得积分10
44秒前
harrycare完成签到,获得积分10
46秒前
冠心没有病完成签到,获得积分10
46秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
48秒前
今年离开老登了完成签到,获得积分10
49秒前
忧伤的心锁完成签到 ,获得积分10
50秒前
52秒前
电子屎壳郎完成签到,获得积分10
54秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
Schifanoia : notizie dell'istituto di studi rinascimentali di Ferrara : 66/67, 1/2, 2024 1000
Circulating tumor DNA from blood and cerebrospinal fluid in DLBCL: simultaneous evaluation of mutations, IG rearrangement, and IG clonality 500
Food Microbiology - An Introduction (5th Edition) 500
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 400
Laboratory Animal Technician TRAINING MANUAL WORKBOOK 2012 edtion 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4859481
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4154624
关于积分的说明 12875020
捐赠科研通 3905768
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2145789
邀请新用户注册赠送积分活动 1164900
关于科研通互助平台的介绍 1066859