低速沖擊下金屬泡沫復合材料夾芯結(jié)構(gòu)的力學特性研究.pdf

1、金屬泡沫復合材料夾芯結(jié)構(gòu)具有緩沖吸能、吸聲、降噪及輕質(zhì)等優(yōu)越性能，被廣泛地應用于航空、航天、汽車和建筑工程等領域。復合材料夾芯結(jié)構(gòu)部件在實際應用過程中時常會受到外物低速沖擊載荷的作用，因此，對其在低速沖擊下力學性能的研究是一個十分重要的問題，直接關系到這類結(jié)構(gòu)在工程中是否安全可靠。
　　本文以鋁泡沫復合材料夾芯板為研究對象，從芯子厚度、沖擊能量、面板的鋪層順序、沖擊速度及沖頭尺寸等五個方面對其在低速沖擊下的力學響應進行理論分析、數(shù)

2、值模擬及實驗研究。具體研究內(nèi)容如下：
　　首先，應用連續(xù)介質(zhì)損傷力學理論，對纖維增強復合材料單向板在靜載下的損傷演化行為進行了理論推導，得到了關于損傷演化準則的理論模型。根據(jù)單根纖維拉伸強度符合Weibull概率分布的特點，確定了該理論模型中的α參數(shù)。通過簡單的拉伸和壓縮實驗，選取相應的形狀和尺度參數(shù)，該模型還可拓展至纖維增強復合材料單向板在不同加載情況下的損傷演化預報。
　　其次，從實驗角度對玻璃纖維增強層合面板、鋁泡沫芯

3、子復合材料夾芯板的低速沖擊力學性能進行了研究。通過落錘沖擊實驗研究了不同芯子厚度、不同沖擊能量對復合材料夾芯板失效模式、吸能能力、吸能效率及最大接觸載荷的影響。
　　然后，采用有限元軟件ABAQUS/Explicit顯式動態(tài)分析模塊，建立了有限元模型，通過對模型劃分不同網(wǎng)格尺寸的方式，驗證了有限元模型的收斂性。通過與夾芯板低速沖擊試驗所得的接觸力-位移響應曲線、吸收能量及失效模式進行對比，驗證了有限元模型的有效性。
　　最后