针对既有多管组合结构存在的技术瓶颈，本书系统阐述车辆组合式吸能结构时序设计方法及其应用，实现高吸能量、低初始峰值、小载荷波动等优异吸能特性的相互兼容。全书共7章，主要针对多管组合吸能理论及技术，从国内外研究现状、吸能结构时序规律、吸能结构时序控制、组合式吸能结构时序设计、时序组合式吸能结构优化设计、时序组合式吸能结构性能验证等方面进行介绍、分析与总结，具有创新性、借鉴性和指导性。

中南大学交通运输工程学院/本科/机械设计制造及其自动化 200109至200507 中南大学交通运输工程学院/硕士研究生/交通设备及信息工程 200509至200712 中南大学交通运输工程学院/博士研究生/载运工具运用工程 200809至201206 中南大学交通运输工程学院/讲师/载运工具运用工程 200912至201508 中南大学交通运输工程学院/副教授/载运工具运用工程 201509至202008 中南大学交通运输工程学院/教授/载运工具运用工程 202009至今 [1] Xie Suchao, He Guandi, Zhang Jing, He Lei, Wang Jiacheng, Zhou Hui. Crashworthiness study of multi-tube assemblies of corrugated spacer tubes based on the height difference staggered compensation method. Thin-Walled Structures. 2024. 199. 111783, IF: 6.4 Q1.Applied Sciences》编委及客座主编、《Innovation Discovery》编委、《Journal of Central South University》、《中南大学学报（自然科学版）》和《铁道科学与工程学报》青年编委、全国先进轨道交通科普基地科普专家、国家自然科学基金委同行评议专家、教育部科技发展中心评审专家、湖南省/江西省/广东省/黑龙江科学技术厅专家库专家、教育部学位与研究生教育发展中心通讯评议专家、全国研究生教育评估检测专家库专家、国家铁路局（铁路技术标准规划类）评审

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 交通安全现状 1
1.2 吸能装置研究现状 5
1.2.1 复合材料应用 5
1.2.2 功能性材料填充 8
1.2.3 内部结构设计 11
1.2.4 多管组合应用 13
1.3 主要内容介绍 16
1.3.1 研究内容 17
1.3.2 技术路线 19
第2章 吸能结构时序规律分析及构型选取 20
2.1 吸能特性综合评价体系 20
2.1.1 吸能特性评价指标 20
2.1.2 无量纲处理 21
2.1.3 复杂比例评价方法 23
2.2 宏观变形时序-载荷-位移曲线关联分析 24
2.2.1 圆管 24
2.2.2 多边形管 26
2.3 面向载荷-位移曲线形成时序的理论研究 27
2.3.1 薄壁圆管经典单元理论 27
2.3.2 薄壁方管经典单元理论 29
2.3.3 载荷-位移曲线形成时序理论分析 33
2.4 预置构型选取 35
2.4.1 构型参数定义 35
2.4.2 有限元模型构建 41
2.4.3 实验方法 42
2.4.4 实验-仿真结果对比 46
2.5 本章小结 53
第3章 吸能结构时序控制方法探究 55
3.1 单管预置构型关键结构参数确立 55
3.1.1 折纹结构参数影响分析 55
3.1.2 隔板结构参数影响分析 57
3.1.3 增强环结构参数影响分析 59
3.1.4 开孔结构参数影响分析 62
3.1.5 泡沫铝增强型开孔结构参数影响分析 66
3.1.6 阶梯壁厚参数影响分析 70
3.1.7 预折纹薄壁管理论模型构建 74
3.1.8 预设约束件薄壁管理论模型构建 78
3.1.9 开孔薄壁管理论模型构建 82
3.2 变管件高度下载荷-位移曲线时序控制研究 84
3.2.1 局部高度差影响分析 84
3.2.2 全局高度差影响分析 87
3.3 变构型差异化分布下载荷-位移曲线时序控制研究 89
3.3.1 折纹分布形式 89
3.3.2 内置隔板分布形式 91
3.3.3 外置增强环分布形式 93
3.4 载荷-位移曲线形成时序控制方法 94
3.5 本章小结 96
第4章 组合式吸能结构时序设计方法 98
4.1 多管组合设计思路 98
4.2 变构型差异化分布下多管件时序错位补偿研究 101
4.2.1 变折纹分布多管组合 101
4.2.2 变隔板分布多管组合 105
4.2.3 变增强环分布多管组合 109
4.2.4 开孔多管组合 112
4.2.5 泡沫铝填充多管组合 115
4.2.6 阶梯式变厚度多管组合 120
4.3 高度差-变构型差异化分布下多管件时序错位补偿研究 125
4.3.1 高度差-变折纹分布多管组合 126
4.3.2 高度差-变隔板分布多管组合 130
4.3.3 高度差-变增强环分布多管组合 133
4.3.4 高度差-变波纹间隔分布多管组合 136
4.4 多管件时序错位补偿设计方法 141
4.4.1 预折纹薄壁管 141
4.4.2 预设约束件薄壁管 147
4.4.3 波纹间隔薄壁管 151
4.5 本章小结 158
第5章 时序组合式吸能结构优化设计 160
5.1 预置构型多管组合结构吸能特性对比 160
5.2 嵌套组合模式分析 163
5.2.1 F-F嵌套模式 164
5.2.2 R-R嵌套模式 166
5.2.3 F-R嵌套模式 169
5.2.4 R-F嵌套模式 171
5.3 嵌套组合模式下多管载荷-位移曲线错位补偿研究 173
5.3.1 R-R嵌套模式下多管组合研究 175
5.3.2 R-F嵌套模式下多管组合研究 179
5.3.3 不同嵌套多管组合结构对比分析 184
5.4 不同加载工况下典型吸能结构对比分析 186
5.4.1 结构定义及有限元模型构建 186
5.4.2 轴向准静态压缩工况 188
5.4.3 斜向压缩工况 190
5.4.4 轴向动态冲击工况 193
5.5 本章小结 194
第6章 时序组合式吸能结构性能验证 196
6.1 某型号轨道车辆头车有限元模型建立 196
6.1.1 司机室头车模型 196
6.1.2 材料及边界条件定义 197
6.2 大尺寸变构型差异化分布嵌套多管组合结构协同设计 198
6.2.1 高度差-变构型差异化分布嵌套多管组合结构建立 198
6.2.2 准静态轴向压缩仿真验证 200
6.3 整车碰撞仿真分析 202
6.3.1 动车组车辆碰撞仿真 202
6.3.2 地铁车辆碰撞仿真 206
6.4 本章小结 212
第7章 结论与展望 214
7.1 总结 214
7.2 创新点 215
7.3 展望 216
参考文献 217