蜂窝式夹层板耐撞性能研究

蜂窝式夹层板因有结构轻、强度高等优越的力学性能使其在卫星、飞机、高速列车、快艇等轻型交通系统中得到了广泛的应用。为了了解该结构的横向抗撞性能,利用有限元仿真软件MSC/Dytran分析了蜂窝式夹层板结构在横向冲击载荷作用下的损伤变形、碰撞力、能量吸收、耐撞性指标;并与等效平板进行了比较分析;讨论了结构尺寸参数和耐撞性能的关系。研究结果表明:蜂窝式夹层板具有良好的耐撞性能;结构密度是影响结构耐撞性能的关键因素;夹芯层高度对结构的耐撞性影响不大,随夹芯层高度增加结构吸能增加。

蜂窝式夹层板结构单元的防护性能分析

基于某舰船的船底板架，设计出了四边形蜂窝夹层板结构单元，比较分析了船底板架、等效平板、夹层板在典型工况（炸药量500kg，爆距15m）水下爆炸冲击波载荷作用下的损伤变形、结构位移、吸能及运动响应，同时对比分析不同冲击因子下3种结构的防护性能。分析表明，夹层板在水下冲击波作用下的最大变形是船底板架的2／3～1／3处，一定程度上改善了冲击环境，具有优越的防护性能。

夹层板在舰船舷侧防护结构中的应用

水面舰船抗水下爆炸的性能是舰船生命力的重要方面,深受各国海军重视。以某型水面舰船为研究对象,基于夹层板进行舷侧结构设计;选取典型工况,采用三舱段模型技术,使用MSC.Dytran对夹层板舷侧结构在水下爆炸冲击波载荷作用下的动态响应进行仿真计算。比较分析了流-固耦合力、结构变形、速度、加速度、吸能等重要力学性能。结果表明夹层板应用于舰船舷侧结构使得结构的变形、位移减小,结构塑性吸能增加,显著改善了结构的冲击环境。夹层板是一种防护性能优良的结构形式,吸能效率较高,还减小了冲击波压力及冲量的吸收及传递,对减小舰船其它部位结构的损伤防护起到重要作用。

基于夹层板的单壳船体结构耐撞性设计

减小船舶碰撞损伤提高船舶结构安全性是开展耐撞设计的主要目的。仅靠对传统结构进行优化来提高结构的耐撞性能是有限的,设计高效的吸能单元是提高结构耐撞性能的主要途径。夹层板(蜂窝式夹层板、折叠式夹层板)具有吸能好、比强度高等特性,是一种理想的能量吸收单元。基于夹层板设计出新式单壳舷侧耐撞结构形式,对其耐撞性能进行研究,并与不同耐撞结构形式进行比较。数值仿真结果证明,夹层板舷侧结构显著提高了舷侧结构的抗撞能力,是一种先进的耐撞结构形式。

基于夹层板的单壳船体结构耐撞性设计

提升船舶结构的安全性已经成为了实施耐撞设计最为重要的目标,这一目标主要依靠减小船舶的碰撞损伤来实现,因此,仅仅依靠过去传统的结构来实施优化,进而提升船体的耐撞性能十分有限,所以,提升船体结构的耐撞性能最为主要的途径就是要设计一个高效吸能的单元。夹层板主要包括折叠式夹层板以及蜂窝式夹层板这两种,这两种夹层板都具有比强度高以及吸能好等等特征,已经成为了一种相对来说比较理想的能量的吸收单元。文中,笔者就对基于夹层板的单壳船体结构耐撞性设计进行分析和探讨。