高g值冲击下泡沫铝填充铝壳轴压特性

针对弹载测控装置因承受高g值冲击而发生失效的问题,将不同厚度铝壳和不同密度的泡沫铝填充结构用于其缓冲保护,采用含有偏心率因子的直链塑性铰模型分析了铝壳在轴向高g值冲击加速度作用下的压溃特性,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了结构在轴向冲击下的动力屈曲行为,讨论了铝壳厚度以及泡沫铝密度对泡沫铝填充铝壳结构力学性能的影响。仿真结果表明:在铝壳内填充泡沫铝,提高了结构的平均压溃力,改善了轴向压溃载荷波形。铝壳的偏心率因子不随铝壳厚度变化而变化。

高g值冲击下泡沫铝填充铝壳吸能特性研究

在弹体高速侵彻硬目标和弹箭爆炸抛撒过程等环境中,弹载测控电路将承受数万g的冲击加速度作用,因此需要对测控电路模块进行缓冲保护.为了设计较优的保护结构,提出了3种不同厚度的铝壳和不同密度泡沫铝的填充结构,利用LS-DYNA有限元软件,从载荷效率、比吸能、隔冲效率以及最大加速度响应等4个评价指标对泡沫铝填充铝壳缓冲吸能效果进行评估.结果表明,厚度为0.8mm、密度为1.1g/cm3填充结构的缓冲吸能效果在不同组合中最好.

高g值冲击下泡沫铝填充壳结构抗冲击性能多目标优化

在弹体侵彻硬目标环境中,弹载测控电路承受高g值冲击加速度作用。建立冲击过程中泡沫铝填充铝壳吸收能量最大化、体积比吸能最大化、测控电路承受加速度幅值最小化的多目标优化问题。以铝壳厚度和泡沫铝密度为设计变量,利用有限元软件LS-DYNA中的ALE算法得到不同设计变量的冲击信息,通过响应面法构造近似目标函数,引入权系数来表征各个目标在优化过程中的重要程度,并利用理想点法求解多目标优化问题的有效解。得出填充结构中壳厚度t的最优值为1.152mm、泡沫铝相对密度ρ′最优值为0.279。

内部填充泡沫铝的柱壳力学响应数值模拟

针对泡沫铝及其填充圆柱壳的变形模式复杂、理论分析困难的问题,在分析泡沫金属唯象本构模型的基础上,用Bilkhu/Dubois可压缩泡沫模型描述泡沫铝的力学行为,用随机几何缺陷描述结构的可能缺陷形式,采用有限元法对内部填充泡沫铝的圆柱壳结构在轴向载荷作用下的静、动态力学响应进行了数值模拟。数值模拟结果与实验结果较一致,表明Bilkhu/Dubois可压缩泡沫模型可用来描述泡沫铝在复杂应力状态下的力学特性,本文中采用的数值模拟方法是合理的。

高冲击下泡沫铝填充结构压溃吸能研究

为研究铝壳厚度和泡沫铝密度对填充结构压溃吸能特性的影响,运用LS-DYNA有限元软件,对不同厚度、不同密度的填充结构在幅值为30 000g、脉宽为160μs半正弦加速度冲击下进行数值模拟,提出载荷效率、比吸能、隔冲效率以及最大加速度响应4个指标评价结构的压溃吸能特性。研究表明,结构的缓冲效果主要由壳的厚度决定,而能量吸收过程中壳和泡沫铝相互影响、共同作用。综合上述4个因素,在不同组合的填充结构中S0.6F0.7缓冲吸能特性最好。

高g值冲击下变截面填充壳缓冲性能优化方法

针对需要多个目标同时达到最优值,提出高g值冲击下泡沫铝填充变截面壳吸收能量最大化及测控电路承受加速度幅值最小化的多目标优化方法。以铝壳厚度和泡沫铝密度为设计变量,通过全因子试验设计选取试验点,同时利用LS-DYNA获取相应的冲击信息,引入响应面法构造近似目标函数,通过目标规划法获得最优解。结果表明,对于抗冲击性能的综合要求,多目标优化结果优于单目标优化结果,并在一定冲击载荷作用下对于选取更优的缓冲结构具有重要指导意义。