马箫团队在《锻压技术》发表半封闭式薄壁结构耐撞性研究论文

　　沈阳航空航天大学民用航空学院马箫团队在《锻压技术》发表论文《半封闭式薄壁结构的耐撞性研究及优化》，提出一种融合封闭与开口结构优势的半封闭式薄壁结构，对比4种截面形状的吸能性能，发现半封闭方形管比吸能较方形裸管提升110%，经响应面法优化后比吸能再提58.04%，为汽车、航空航天领域轻量化吸能部件应用提供理论支撑。

　　薄壁结构凭借轻量化、吸能性好等特点广泛用于抗冲击场景，但传统封闭式结构吸能效率有限，全开口结构变形不稳定。马箫团队创新设计三角形、方形、六边形、八边形4种截面的半封闭式铝合金薄壁管，采用6061-T6铝合金材料，通过ABAQUS软件进行准静态轴向压缩仿真，以初始峰值载荷、总能量吸收、比吸能和碰撞力效率为核心评价指标。

　　仿真结果显示，4种半封闭式结构吸能性能均显著优于普通裸管，其中半封闭方形管表现最优，比吸能高达17952.20 J·kg⁻¹。团队进一步研究几何参数影响发现，螺距和圈数与比吸能呈负相关，每增加10mm螺距或1圈数，比吸能分别平均减少11.99%和15.02%，而对称结构的载荷稳定性优于非对称结构，螺距20mm、圈数2的对称方管耐撞性能最佳。

　　为进一步提升性能，团队采用响应面法进行多目标优化，以壁厚、肋厚和螺距为设计变量，兼顾比吸能最大化与初始峰值载荷合理化。优化后结构参数确定为壁厚2.496mm、肋厚0.826mm、螺距21.800mm，此时比吸能提升至28371.48 J·kg⁻¹，碰撞力效率同步提高41.31%，载荷波动更小，变形模式更稳定。

　　该研究突破传统薄壁结构设计局限，通过结构创新与参数优化实现吸能性能与稳定性的双重提升，相关成果可直接应用于汽车防撞梁、航空航天缓冲部件等产品设计，为高端装备轻量化与安全防护升级提供新方案。