圧縮トルションクップリングモードと高速衝撃下での3.2倍SEA増加を持つアクセティック再入力柱状ハニケムエネルギー吸収器

圧縮ねじり連動モードと高速衝撃下でのSEA 3.2倍向上を実現した異方性再entrantカラムハニカムエネルギー吸収材

 
ハニカムエネルギー吸収材の大手メーカーであるPasia Industriesは、運動エネルギーを制御された予測可能な破砕力に変換する高性能アルミニウムハニカムコアの製造を専門としています。

従来の再entrant異方性ハニカムは、そのよく知られた負のポアソン比効果とエネルギー吸収能力にもかかわらず、工学的応用を制限する固有の限界に直面しています。これには、低いプラトー応力、不安定な変形、せん断破壊、複雑なサービス条件下での機械的調整性の限界が含まれます。当社の異方性再entrantカラムハニカムエネルギー吸収材は、革新的な圧縮ねじり連動メカニズムによりこれらの課題を克服します。これは、ハニカム構造に初めて回転変形モードを導入する設計上の革新です。

その結果、高速衝撃条件下で比エネルギー吸収量（SEA）が3.2倍向上した高性能エネルギー吸収材が実現し、軽量保護構造の新たな基準を打ち立てました。

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コア技術：圧縮ねじり連動

従来の異方性ハニカムが平面内収縮のみで変形するのに対し、当社のカラム設計は引張/圧縮-ねじり連動効果を組み込んでいます。このメカニズムは、軸方向圧縮荷重を制御された回転変形に変換し、複数のエネルギー散逸経路を同時に開きます。

·軸圧縮—セル壁の崩壊による一次エネルギー吸収
·ねじり変形—回転抵抗による二次エネルギー散逸
·相乗効果—モード間の相互作用により、個々の寄与の合計を超える総エネルギー吸収が増幅されます

このマルチモード変形戦略は、従来の異方性構造を悩ませるせん断支配的な破壊と不安定な崩壊を効果的に防止し、極端な荷重条件下でも一貫した予測可能な性能を保証します。

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性能上の利点

指標 従来の再entrantハニカム 当社の異方性カラムハニカム
比エネルギー吸収量（SEA） ベースライン 高速衝撃下で3.2倍向上
変形モード 単一（平面内収縮） 二重（圧縮+ねじり連動）
変形安定性 せん断破壊と不安定な崩壊を起こしやすい 回転メカニズムによる優れた安定性
機械的調整性 限定的 幾何学的パラメータ調整による広い調整性
荷重伝達 従来の経路 せん断支配的な変形を抑制する再構築された経路

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3.2倍のSEA向上はどのように達成されるか

高速衝撃下での劇的なSEA向上は、3つの相乗効果メカニズムに由来します。

1.負のポアソン比（NPR）効果—衝撃下で、異方性構造は横方向に収縮し、材料を衝撃領域に集中させ、局所的な抵抗を強化します。この効果は、NPR効果が応力 magnitudeと分布の均一性の両方を大幅に改善する、より高い速度で増幅されます。

2.圧縮-ねじり連動—カラム設計は、純粋な破砕を超えた追加のエネルギー散逸メカニズムを関与させる回転変形モードを導入し、エネルギー吸収のために構造全体の体積を効果的に利用します。

3.調整可能な幾何学的設計—主要な幾何学的パラメータを調整することにより、構造は広範囲にわたってターゲットとする機械的特性に最適化でき、特定の衝撃シナリオに合わせて正確なキャリブレーションを可能にします。

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技術仕様

パラメータ 説明
構造タイプ 再entrant幾何形状を持つ3D異方性カラムハニカム
変形メカニズム 圧縮-ねじり連動モード
ポアソン比 負（異方性）
SEA向上 高速衝撃下で従来の再entrantハニカムと比較して3.2倍
変形安定性 回転誘発崩壊メカニズムにより強化
調整性 幾何学的パラメータによる広範囲調整
製造Additive Manufacturing（SLM、3Dプリンティング）と互換性あり

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応用

優れた高速衝撃性能と軽量性により、この吸収材は以下に最適です。

·自動車の衝突安全性—バンパービーム、クラッシュボックス、サイドインパクト構造
·航空宇宙保護システム—胴体衝突安全性、着陸装置バッファー
·弾道および爆発保護—車両装甲、個人用保護具
·高速輸送—鉄道および海洋衝撃保護
·スポーツおよびレクリエーション機器—ヘルメット、高速衝撃用保護パッド

 
仕様：
 
Pasiaハニカムエネルギー吸収材は、セルサイズ、箔厚および層、アルミニウムグレード、幅および長さなどに基づいて供給できます。形状および部品もクライアントの要求に応じてカスタマイズできます。破砕強度は、箔厚および特殊構造の性能で達成できます。

 
試験項目：アルミニウムハニカム平坦破砕強度
 
試験データ
 

試験曲線：