沖擊載荷下鋁蜂窩夾層板動力響應特性研究.pdf

1、蜂窩夾層結構是一種具有較高比剛度、比強度的新興材料，在航空航天、船舶、汽車等各行各業(yè)中都有著廣泛的應用。在船舶領域，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，提升船舶機動性。由于結構的能量吸收特性對于結構的安全性能起著關鍵的作用，因此，對蜂窩夾層結構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象，對蜂窩板在受到剛性球沖擊時的能量吸收特性和回彈性能進行研究和探討。主要運用非線性顯式動力有限元的

2、方法，分別計算了在面外和面內(nèi)方向的沖擊下蜂窩夾層板的動力響應。具體從塑性應變情況、能量吸收以及彈性恢復系數(shù)等多個方面的響應結果進行分析，并討論了沖擊速度的影響。首先，對等質(zhì)量的蜂窩夾層板和實心板在抗沖擊性能上的差別進行對比驗證。然后，對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)模型對蜂窩板的抗沖擊性能的影響。最后，選取一種蜂窩結構，對蜂窩壁厚長比和面板厚度進行參數(shù)研究。計算結果表明：（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?。?）當承受面內(nèi)豎向沖擊時，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。當承受面外方向和面內(nèi)橫向沖擊時，兩種結構的性能差別不大。（3）通過面外模型和面內(nèi)模型的對比發(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，吸能性能隨著蜂