沖擊載荷下鋁蜂窩夾層板動(dòng)力響應(yīng)特性研究.pdf

1、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)是一種具有較高比剛度、比強(qiáng)度的新興材料，在航空航天、船舶、汽車等各行各業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。在船舶領(lǐng)域，蜂窩材料主要被用來制造船舶的上層建筑，從而減輕船舶的重量，提升船舶機(jī)動(dòng)性。由于結(jié)構(gòu)的能量吸收特性對(duì)于結(jié)構(gòu)的安全性能起著關(guān)鍵的作用，因此，對(duì)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的抗沖擊特性的研究具有非常重要的意義。
　　本文以蜂窩夾層板為研究對(duì)象，對(duì)蜂窩板在受到剛性球沖擊時(shí)的能量吸收特性和回彈性能進(jìn)行研究和探討。主要運(yùn)用非線性顯式動(dòng)力有限元的

2、方法，分別計(jì)算了在面外和面內(nèi)方向的沖擊下蜂窩夾層板的動(dòng)力響應(yīng)。具體從塑性應(yīng)變情況、能量吸收以及彈性恢復(fù)系數(shù)等多個(gè)方面的響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分析，并討論了沖擊速度的影響。首先，對(duì)等質(zhì)量的蜂窩夾層板和實(shí)心板在抗沖擊性能上的差別進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。然后，對(duì)比了正六邊形蜂窩和內(nèi)凹六邊形蜂窩在抗沖擊性能上的差異，討論了面外模型和面內(nèi)模型對(duì)蜂窩板的抗沖擊性能的影響。最后，選取一種蜂窩結(jié)構(gòu)，對(duì)蜂窩壁厚長(zhǎng)比和面板厚度進(jìn)行參數(shù)研究。計(jì)算結(jié)果表明：（1）蜂窩夾層板的回彈

3、性能隨著剛性球沖擊速度的增大而減?。?）當(dāng)承受面內(nèi)豎向沖擊時(shí)，正六邊形蜂窩的吸能性能優(yōu)于內(nèi)凹六邊形蜂窩，但在回彈性能方面，內(nèi)凹六邊形蜂窩更加出色。當(dāng)承受面外方向和面內(nèi)橫向沖擊時(shí)，兩種結(jié)構(gòu)的性能差別不大。（3）通過面外模型和面內(nèi)模型的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在吸能效率方面，面外模型優(yōu)于面內(nèi)模型；在回彈性能方面，面內(nèi)模型優(yōu)于面外模型。在面內(nèi)模型中，面內(nèi)橫向的吸能效率略好于面內(nèi)豎向，回彈性能則遜色于面內(nèi)豎向。（4）正六邊形蜂窩板在面外受沖時(shí)，吸能性能隨著蜂