连接方式对蜂窝夹芯结构抗爆性能的影响规律研究

目的旨在探究近场空爆载荷作用下蜂窝夹芯结构面板与芯层的连接方式对抗爆性能的影响。方法分别设计了由激光选区熔化技术打印制备的316L不锈钢一体式蜂窝夹芯结构和分离式蜂窝夹芯结构2种构型,并进行了50 mm爆距的爆炸冲击实验。后又结合数值模拟方法对比分析了一体式、分离式、胶接式和焊接式4种连接方式在爆炸载荷作用下的动态响应过程,并分别从各层结构变形失效、背板最大残余挠度及吸能等角度联合揭示了抗爆性能差异及其影响规律。结果一体式蜂窝夹芯结构背板最大残余挠度为17.5mm,相比分离式、胶接式和焊接式,分别减少了47.3%、43.0%、28.3%。爆炸冲击结束后,一体式蜂窝夹芯结构的总塑性应变能和背板应变能占比分别为866.9J、13.3%,与焊接式蜂窝夹芯结构的相近,但其总塑性应变能较分离式、胶接式分别低4.1%、16.6%,而背板应变能占比则较二者分别低13.8%、14.3%。结论通过实验与仿真研究,证明了连接强度对蜂窝夹芯结构抗爆性能具有显著的影响,其中一体式结构抗爆性能表现最佳,且连接强度越高,其运动速度越小,响应时间也越短,对其提升防护结构的减震效果具有重要作用。

双层蜂窝夹芯复合材料板在爆炸冲击下的动态响应试验

【目的】探究双层蜂窝复合材料板的抗爆炸冲击性能。【方法】采用LS-DYNA有限元分析和试验方法,以两种不同材料(玻璃纤维、凯夫拉)作为蒙皮与Nomex蜂窝芯组成双层串联蜂窝夹芯材料,并以其为研究对象,对冲击波毁伤靶板的动态响应过程进行研究,与试验结果进行比对分析。【结果】得到了靶板在冲击波作用下的动态响应数据及吸能情况。【结论】蜂窝是主要的吸能部件,凯夫拉板的毁伤情况更严重。

铝蜂窝夹芯结构抗爆性能仿真分析与优化

利用CONWEP计算模型对铝蜂窝夹芯结构的抗爆性能进行了有限元分析,以背板最大变形和夹芯层比吸能作为抗爆性能指标,根据不同基体材料的组合结构建立了铝蜂窝夹芯结构的基准模型.基于基准模型,定量研究了铝蜂窝夹芯结构各部分结构参数和蜂窝胞元类型对其抗爆性能的影响规律.结果表明面板材料采用Al2024T351,背板材料采用RHA的组合结构具有良好的抗爆性能;相比于背板厚度变化,面板厚度的变化对铝蜂窝夹芯结构抗爆性能指标的影响更显著.应用构建代理模型的方法对铝蜂窝夹芯结构的抗爆性能进行了多目标优化设计,使铝蜂窝夹芯结构的抗爆炸冲击波性能得到了明显改善,这对抗爆结构的工程设计有一定指导意义.

内嵌聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的碳纤维增强复合材料蜂窝夹层结构水中抗爆试验研究

为了分析新型内嵌聚甲基丙烯酰亚胺(Polymethacrylimide,PMI)泡沫的碳纤维增强复合材料蜂窝夹层结构的水中抗爆性能,开展了水中爆炸作用下结构抗爆性能试验研究,对比了均质钢板、纯蜂窝夹芯夹层结构以及内嵌两种不同密度PMI泡沫蜂窝夹芯夹层结构的水中抗爆性能,分析了结构变形与破坏模式、结构表面压力特性以及结构后面板变形情况。结果表明,内嵌泡沫能够有效提升夹层结构的水中抗爆性能。研究结果可以为水中抗爆防护结构的轻量化设计及优化提供参考。

玻璃钢蜂窝夹层复合材料抗爆性能研究

介绍玻璃钢蜂窝夹层复合材料的结构与特点,研究了玻璃钢蜂窝夹层复合材料的动、静态力学性能,并根据材料测试结果研究了由其制作的浅埋抗爆结构的抗爆性能,分析了实验现象和结果。玻璃钢蜂窝夹层结构复合材料具有良好的动、静态力学性能,是制作浅埋抗爆结构的理想材料。

竹/玻璃钢复合材料的研制及在抗爆结构中的应用

对竹 /玻璃钢复合材料进行了结构设计和制作工艺的研究,通过试验对其物理力学性能和抗爆特性进行了分析,探讨了其在浅埋抗爆结构中的应用前景,为该材料在其它工程领域的应用提供了参考。

玻璃钢蜂窝夹层复合材料在抗爆结构设计中的应用

本文结合我军野战防御工事的战术技术特点 ,探讨了玻璃钢蜂窝夹层复合材料的物理性能、动静力学性能及其在浅埋抗爆结构设计中的应用、研究方向和前景 ,旨在为该材料在其他工程领域的广泛应用提供参考。

竹/玻璃钢复合材料板的研制及性能分析

结合军事野战抗爆结构的战术技术特点,探讨了竹/玻璃铜复合材料的物理性能、动静力学性 能及其在抗爆结构设计中的应用,旨在为该材料在其它工程领域的应用提供参考。

爆炸载荷作用下玻璃钢/硬质聚氨酯泡沫夹层结构抗冲击性能实验研究

为分析玻璃钢/硬质聚氨酯泡沫组成的单夹层方板、双夹层方板以及单夹层方板单面喷涂聚脲结构在爆炸载荷作用下的动力响应及抗爆性能,进行了等面密度的3种结构靶板的爆炸冲击波毁伤效应试验,获得了3种结构靶板在爆炸载荷作用下的破坏模式,并比较了3种结构的抗冲击性能.研究发现,靶板的面板破坏模式以固支边界断裂裂纹、四角弯折裂纹和应力集中处剪切裂纹为主,芯层形成了明显的压溃区、裂纹聚集区、脱粘破坏和拉伸裂纹破坏.等面密度设计的双夹层方板和迎爆面喷涂聚脲的单夹层方板破坏程度和残余变形比单夹层结构更大;背爆面喷涂聚脲的单夹层方板破坏程度比单夹层结构更大,但背爆面板残余变形明显减小.

天问一号探测器耐高温蜂窝夹层结构选材与性能研究

针对天问一号火星探测器耐高温大承载复合材料蜂窝夹层结构应用需求,基于材料匹配设计和工艺可行原则,提出了氰酸酯树脂体系的复合材料蜂窝夹层结构。通过比较不同后处理工艺下M40J/BS-4氰酸酯基复合材料高温层间剪切性能,发现BS-4氰酸酯基复合材料经200℃下3~5 h后处理可获得较佳的高温使用性能。经200℃下4 h后处理的M40J/BS-4氰酸酯基复合材料,在170℃下各项力学性能保持率均达到室温测试值的80%以上。板芯胶高温力学性能测试以及其对夹层结构高温承载性能的影响研究表明,氰酸酯体系的J-245C、J-389B两种板芯胶在温度不超过200℃时均具有足够协调板芯变形及传递板芯间载荷的能力,但高温下胶黏剂的性能退化会造成夹层结构刚度的退化。天问一号探测器蜂窝夹层结构典型单元在高温下的弯曲性能、侧向压缩性能测试结果表明,碳纤维氰酸酯基复合材料铝蜂窝夹层结构具备耐170℃高温下大承载的能力。