水下爆炸载荷下金字塔夹芯板抗冲击性能及破坏模式研究

研究金属夹芯板在水下爆炸冲击下的动态响应和抗冲击性能,对提升舰船防护能力有重要意义。利用等效水下爆炸冲击加载实验装置对金字塔点阵夹芯板进行实验,得到其动态响应规律;结合Abaqus流-固耦合仿真对实验进行计算,结果与实验误差较小,验证了仿真的有效性,得到了金字塔夹芯板动态响应的三个阶段特征。通过后面板变形和芯层塑性吸能评估了夹芯板的抗冲击性能。针对不同参数的夹芯板,利用仿真分析了其不同的破坏模式;利用多目标优化方法对金字塔芯层参数进行优化。研究结果表明:夹芯板面板总厚度一定时,拥有较薄前面板和较厚后面板的夹芯板抗冲击性能更强;不同粗细的金字塔杆件组成的芯层破坏模式不同,但后面板变形相近;芯层的塑性吸能占比随着冲击载荷的增大而减小;优化后的夹芯板抗冲击性能显著提升,优化结果对金字塔夹芯板的设计具有指导意义。

水下爆炸载荷下多层金字塔夹芯板动态响应研究

研究金属夹芯板在水下爆炸冲击下的动态响应规律和抗冲击性能,对提升舰船防护能力有重要意义.利用等效水下爆炸冲击加载实验装置对双层金字塔点阵夹芯板进行实验,得到了其动态响应规律;结合ABAQUS流固耦合仿真对实验进行模拟,结果与实验误差较小,验证了仿真的有效性.针对不同参数的多层夹芯板,利用仿真分析了其不同的响应规律,结果表明:多层夹芯板比单层夹芯板有更强的抗冲击性能;夹芯板面板总厚度一定时,拥有较薄前面板和较厚后面板的夹芯板抗冲击性能更强;对于三层夹芯板,其密度排列顺序为BAC和ABC时后面板变形更小,CBA排列的夹芯板抗冲击性能最弱.

六层金字塔点阵夹芯板结构在水下近距爆炸载荷下的冲击实验

为研究多层金字塔点阵夹芯板结构在水下近距爆炸载荷下的抗爆性能,加工制作了六层金字塔点阵夹芯板结构模型,通过水下爆炸实验,揭示了多层金字塔点阵夹芯板结构的变形模式,并对模型结构进行数值仿真,分析了夹芯板结构的吸能情况。上面板呈整体下沉变形模式;金字塔点阵夹芯结构存在动态屈曲变形模式;屈曲芯层之间的夹层板呈波浪褶皱变形;下面板呈平台变形模式,靠弯曲和拉伸变形吸能。实验结果表明:夹芯结构的第1层和第6层破坏较为严重,同时由于夹芯层的吸能作用,对下面板起到了一定的缓冲防护作用。

金字塔栅格夹心夹层板动力响应分析

本文将金字塔形栅格夹心夹层板假设成均匀夹心夹层板,应用Reissner夹层板理论,对其自振频率以及在简谐荷载下的强迫振动进行了研究,并以简支板为例,得到其解析解,通过与有限元分析进行比较,两者结果吻合良好。并把金字塔形栅格夹层板与同质量实体板进行比较,得出金字塔形栅格夹层板具有更好动力性能。

多层金字塔夹芯结构在冲击载荷作用下的动态响应

金属材料点阵夹芯结构能量吸收效率较高,为得到多层金字塔点阵夹芯结构在冲击载荷作用下的动态响应,利用Patran建立多层金字塔点阵夹芯结构在冲击载荷作用下的数值模拟模型,通过Dytran计算分析质量为25 kg的钢板以30 m/s,60 m/s和90 m/s的速度冲击时模型的应力、应变、变形以及变形能,研究随着冲量的增加,模型的应力、应变、变形和变形能的变化规律.

栅格三明治板的小挠度弯曲变形

通过横向刚度等效的原则,将金字塔形栅格转变成连续化模型,并通过其刚度常数的推导,使其转变成均匀夹层板,应用Reissner夹层板理论,得到其弹性小挠度下的基本方程,并就简支板为例,得到其解析解,通过与有限元分析进行比较,两者结果吻合良好。

金字塔形格栅夹心夹层板的分解刚度法

采用考虑剪切变形的具有3个广义位移的平板弯曲理论进行分析利用分解刚度法对金字塔形格栅夹心夹层板进行了静力分析,给出了简便实用的计算公式,通过与有限元法分析结果的对比,表明了分解刚度法作为一种简化的计算方法,其精度比较高且计算过程大大简化。

结构热防护一体化复合材料研究进展

超高声速飞行器飞行速度快、飞行时间久的需求对结构及热防护体系提出了更苛刻的挑战,结构防隔热一体化设计能够兼顾承载和热防护双重功能,充分发挥材料高温强度潜力,减少各部件由温差引起的热应力,减轻结构质量和热防护的质量,增加机动性和有效承载能力,具有比传统热防护更高的结构效率,同时实现可重复使用,降低成本。本文综述国内外一体化热防护技术研究现状,介绍各个典型技术方案的结构特征和热防护材料,在此基础上,总结一体化热防护发展的特点和不足,探讨一体化热防护的发展趋势。国内目前仍处于研发起步阶段,拓宽对结构防隔热一体化的技术认知,积极发展结构材料与热防护材料低成本共固化技术,同时不断开发和引入新的热防护材料,加强对主动冷却结构热防护一体化技术的研发力度,是国内结构热防护技术能够快速应用的可行之路。

碳纤维复合材料金字塔点阵结构制备工艺及力学性能研究

本文针对碳纤维复合材料点阵结构,从结构设计、制备工艺、平压性能、剪切性能等方面对其进行试验表征及理论模型研究.设计四种成型碳纤维复合材料金字塔点阵结构的思想,并采用一种新的制备工艺即预浸料二次成型工艺制备试样,试验结果表明,该工艺能最大程度发挥纤维增强潜力.通过实验揭示在平压载荷下杆件屈曲、杆件断裂、杆件分层脱胶失效机理,在剪切载荷下杆件屈曲、杆件分层、杆件脱胶失效机理,基于结构力学基础原理,建立相应理论模型,经过修正之后的理论模型均能较好预报典型载荷下力学性能.本文研究发现碳纤维复合材料金字塔点阵结构具有密度低、比强度大、比刚度高等优点,且芯子中具有大量空间,可以制备轻质多功能结构.