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泡沫鋁子彈撞擊下多孔金屬夾芯板的塑性動(dòng)力響應(yīng)研究五十七

全文總結(jié)1

多孔金屬材料具有輕質(zhì)、高效吸能等優(yōu)點(diǎn)，常常作為吸能部件被應(yīng)用于航空航天、汽車、艦船等領(lǐng)域。由于其強(qiáng)度不高，應(yīng)用范圍受到了極大的限制。多孔金屬夾芯板是由兩層較薄的復(fù)合材料，或者金屬面板和中間較厚的輕質(zhì)金屬泡沫芯層構(gòu)成，這種“三明治”結(jié)構(gòu)不僅具有質(zhì)量輕、吸能效率高的特點(diǎn)，而且具有較高的比剛度，在充分發(fā)揮泡沫材料自身特點(diǎn)的同時(shí)解決了強(qiáng)度低的問題，具有廣泛的應(yīng)用前景。這種結(jié)構(gòu)在強(qiáng)動(dòng)點(diǎn)。但是，該領(lǐng)域的研究仍處于起步階段，許多工作還很不完善。因此，非常有必要對(duì)撞擊載荷作用下多孔金屬夾芯板的動(dòng)力響應(yīng)作進(jìn)一步系統(tǒng)深入的研究。

總結(jié)與結(jié)論

本文應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究、理論分析和有限元計(jì)算三種方法對(duì)撞擊載荷作用下多孔金屬夾芯板的動(dòng)態(tài)響應(yīng)問題進(jìn)行了，系統(tǒng)、深入地研究。具體完成了如下工作:

應(yīng)用泡沫鋁子彈撞擊加載的方式研究了固支夾芯方板和等質(zhì)量實(shí)體方板的塑性動(dòng)力響應(yīng)。分別應(yīng)用激光測(cè)速裝置和位移傳感器測(cè)量泡沫子彈的撞擊速度和后面板中心點(diǎn)的位移歷程。文中給出了夾芯板的變形與失效模式，綜合研究了面板厚度、泡沫芯層密度、芯層厚度及子彈沖量對(duì)夾芯板抗撞擊性能的影響。

基于Fleck等關(guān)于爆炸載荷下固支夾芯梁和固支夾芯圓板的動(dòng)力響應(yīng)的理論分析，以及他們關(guān)于中心撞擊加載下固支夾芯梁的動(dòng)力響應(yīng)分析，本文將泡沫子彈撞擊下多孔金屬夾芯板的變形過程分為三個(gè)階段，分別是前面獲得沖量階段、芯層壓縮階段和夾芯結(jié)構(gòu)的整體動(dòng)力響應(yīng)階段。建立了泡沫子彈撞擊下多孔金屬夾芯方板的剛塑性分析模型，得到了響應(yīng)時(shí)間和后面板的最大撓度，分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。在此基礎(chǔ)上研究了子彈加載半徑、芯層密度及芯層厚度對(duì)固支夾芯板最終撓度的影響。

借助前處理軟件FEMN建立了固支夾芯方板的有限元模型，其材料參數(shù)及尺寸與實(shí)驗(yàn)試件完全一致，然后應(yīng)用非線性有限元程序LS-DYNA.970在HP-J6750工作站上完成了泡沫子彈撞擊多孔金屬夾芯板的全過程。通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比充分驗(yàn)證了本文建立的模型的可靠性，并應(yīng)用該模型對(duì)夾芯板的響應(yīng)進(jìn)行了綜合研究。