弹体头部形状对铝蜂窝夹芯板侵彻特性的影响

利用一级气炮系统分别发射半球形头弹与钝头弹进行铝蜂窝夹芯板的冲击试验,分析弹体头部形状对弹道极限、夹芯板失效模式和能量吸收率的影响规律及机理。结果表明:钝头弹冲击铝蜂窝夹芯板的弹道极限高于半球形头弹;弹体头部形状对铝蜂窝夹芯板的失效模式存在显著影响;夹芯板受钝头弹冲击的能量吸收率明显高于半球形头弹,但随着弹体初动能的增加,二者间的差异逐渐减小。

爆炸载荷作用下铝蜂窝夹芯板的动力响应

为了考察铝蜂窝夹芯板在爆炸载荷下的动态响应,采用自行设计的冲击摆系统,用激光位移传感器测定了爆炸载荷作用在铝蜂窝夹芯板上的冲量,对夹芯板的变形和失效模式进行了归类和分析,并就芯层的几何尺寸、炸药当量及板厚对其响应的影响进行了系统研究。给出的理论分析结果与实验结果吻合较好。

超长铝蜂窝夹层板的高精度直线切割

介绍了铝蜂窝夹层板的结构特点及力学性能,对铝蜂窝夹层板的加工性能、切割刀具的选择作了深入分析,并设计了一种超长铝蜂窝夹层板的高精度组合式切割装置,合理解决了小批量超长铝蜂窝夹层板的切割毛刺较大、较多、切割端面直线度差等问题。

低速冲击下铝蜂窝夹层板的动态响应研究

为了研究铝蜂窝夹层板在低速冲击下的动力学响应,通过有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA分析了半球头圆柱低速冲击铝蜂窝夹层板的损伤变形,建立了含蒙皮、蜂窝芯和胶层的铝蜂窝夹层板精细化仿真模型,通过与文献试验结果对比,验证了模型的准确性,并研究了铝蜂窝芯单元尺寸、高度以及金属、碳纤维增强复合材料(CFRP)两种蒙皮材料对蜂窝夹层板冲击响应的影响。结果表明:铝蜂窝芯单元尺寸越大,夹层板的刚度和稳定性越低;芯层高度对吸能的影响较小;胶层对吸能的影响不可忽略;相对于铝蒙皮,CFRP蒙皮铝蜂窝夹层板的吸能效果较好。

冲击角度对铝蜂窝夹芯板低速冲击性能的影响

为了研究冲击角度对铝蜂窝夹芯板低速冲击性能的影响,在ABAQUS中参照文献试验过程建立了铝蜂窝夹芯板受低速冲击的有限元模型,将仿真结果与文献试验结果进行对比以验证模型的可靠性,并进一步利用该模型研究了冲击角度对铝蜂窝夹芯板损伤、吸能、接触力峰值和接触时间以及切向滑移粘滞状态的影响。增大冲击角度发现:①铝蜂窝夹芯板的最大损伤深度减小,上蒙皮变形减小,沿着冲头滑动方向的蜂窝芯单元屈曲增多,但损伤减轻,下蒙皮几乎没有变形;②接触力峰值减小,接触时间增大;③铝蜂窝夹芯板吸能减小,其各部件吸能也分别缓慢减小,但始终保持上蒙皮大于蜂窝芯大于下蒙皮的趋势;④滑移时间增大,粘滞时间先减小后增大,粘滞时间占比先减小后快速增大,并在45°时粘滞时间占比最小。

矩形铝蜂窝夹层板振动本征频率实验研究

运用等效理论对矩形镍铬钢薄板和铝蜂窝夹层板弯曲振动进行分析,并通过实验验证:辐射板的最低本征频率正相关于换能器的起始发射频率,辐射板的模态密度正相关于换能器带宽.采用铝蜂窝夹层板作为辐射板的超声换能器,在5 V的信号激励下,起振频率为15 kHz,带宽为15～45 kHz,辐射声压级为95 dB,声压级起伏不超过±5 dB.而且具有薄型的优点,厚度不大于2 mm,辐射面积不大于500 mm2,水平辐射声压级无指向性.

钢板-蜂窝铝夹层结构压缩吸能性能实验研究

针对蜂窝铝良好的吸能性能,可在工程结构中承担很好的缓冲吸能任务,提出一种钢板-蜂窝铝夹层复合结构。采用双层钢板中间结合蜂窝铝夹层的结构,钢板平面方向与蜂窝孔洞相垂直,并对蜂窝铝孔洞填充聚氨酯泡沫。对该复合结构进行垂直钢板平面的压缩试验,证明该结构具有很好的缓冲吸能性能。通过改变影响结构吸能性能的蜂窝铝参数发现,按照影响效果大小排序:蜂窝孔径大小>蜂窝夹层截面积>蜂窝夹层试件厚度。最终得出结论:蜂窝铝夹层结构具有良好的缓冲吸能性能,填充聚氨酯后的结构缓冲吸能性能更好。

结构参数对CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板低速冲击性能的影响

针对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)蒙皮-铝蜂窝夹层结构,使用半球头式落锤冲击试验平台进行了低速冲击载荷下蜂窝芯单元尺寸对夹层板冲击性能影响的试验探究,并基于渐进损伤模型、内聚力模型和三维Hashin失效准则,在有限元仿真软件ABAQUS中建立了含蒙皮、蜂窝芯、胶层的CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板精细化低速冲击仿真模型,仿真结果与试验结果吻合较好。利用该数值模型进一步探究了蜂窝芯高度、蒙皮厚度和蜂窝芯壁厚等结构参数对于蜂窝夹层板低速冲击吸能效果的影响。结果表明:增大铝蜂窝芯的单元边长,会减小蜂窝夹层板的刚度,提升夹层板的吸能效果;芯层高度对夹层板的刚度及抗低速冲击性能影响较小;增大蜂窝夹层板的蒙皮厚度,可以提高夹层板的刚度,但会降低夹层板的吸能效果;增大蜂窝芯的壁厚,可以提高夹层板的刚度和抗低速冲击性能。