雙層殼體在沖擊載荷作用下的動力響應(yīng)分析.pdf

1、在工程領(lǐng)域常常需要在殼體的設(shè)計和分析中考慮沖擊、碰撞等因素，因此，對雙層殼體在沖擊載荷作用下的動力響應(yīng)分析具有重要的應(yīng)用背景。 本論文對LY12鋁合金材料進行了高速撞擊實驗，對實驗樣本進行了設(shè)計、加工。采集了實驗數(shù)據(jù)，并對其進行了分析。得到了在52m/s和32m/s兩種速度撞擊下的LY12鋁合金的材料特性、本構(gòu)關(guān)系等數(shù)據(jù)。 采用動力有限元顯式積分方法的拉格朗日求解器，對雙層殼體高速撞擊靶體的塑性動力學(xué)問題進行了數(shù)值模擬。

2、得到了雙層殼體在兩種不同速度下垂直撞擊兩種不同硬度靶體過程中，雙層殼體的變形、結(jié)構(gòu)的位移、速度、加速度與時間之間的關(guān)系，不同時刻外殼、中殼、以及內(nèi)部實體的動力響應(yīng)模態(tài)，以及雙層殼體在軸向高速撞擊下結(jié)構(gòu)的動態(tài)演變過程。 在對原型結(jié)構(gòu)的仿真分析后，依據(jù)材料撞擊下能量耗散機理，對原型雙層殼結(jié)構(gòu)進行了以防護內(nèi)部實體、確保彈體空中飛行參數(shù)和節(jié)約材料為目的的優(yōu)化設(shè)計。先后分別設(shè)計了三種結(jié)構(gòu)，并分別對其在兩種不同速度下垂直撞擊兩種不同硬度靶體

3、過程進行了數(shù)值模擬，得到了不同時刻、不同結(jié)構(gòu)的外殼、中殼、以及內(nèi)部實體的應(yīng)力、應(yīng)變的大小和分布，不同結(jié)構(gòu)內(nèi)部實體的位移、速度、加速度與時間之間的關(guān)系曲線，以及雙層殼體在軸向高速撞擊下結(jié)構(gòu)的動態(tài)演變過程。經(jīng)過對包括原型在內(nèi)的四種結(jié)構(gòu)的內(nèi)部實體、中殼和外殼的分析和對比，得到了在沖擊載荷不太大的情況下，支架交錯分布設(shè)計的結(jié)構(gòu)3，明顯減小了內(nèi)部實體在撞擊時受到的應(yīng)力作用，為最佳結(jié)構(gòu)。 當沖擊載荷較大的情況下，結(jié)構(gòu)4的外殼和中殼之間的支架