低速?zèng)_擊下金屬泡沫復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性研究.pdf

1、金屬泡沫復(fù)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(yīng)用于航空、航天、汽車和建筑工程等領(lǐng)域。復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)部件在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中時(shí)常會(huì)受到外物低速?zèng)_擊載荷的作用，因此，對(duì)其在低速?zèng)_擊下力學(xué)性能的研究是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，直接關(guān)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(fù)合材料夾芯板為研究對(duì)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(gè)方面對(duì)其在低速?zèng)_擊下的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行理論分析、數(shù)

2、值模擬及實(shí)驗(yàn)研究。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)理論，對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料單向板在靜載下的損傷演化行為進(jìn)行了理論推導(dǎo)，得到了關(guān)于損傷演化準(zhǔn)則的理論模型。根據(jù)單根纖維拉伸強(qiáng)度符合Weibull概率分布的特點(diǎn)，確定了該理論模型中的α參數(shù)。通過(guò)簡(jiǎn)單的拉伸和壓縮實(shí)驗(yàn)，選取相應(yīng)的形狀和尺度參數(shù)，該模型還可拓展至纖維增強(qiáng)復(fù)合材料單向板在不同加載情況下的損傷演化預(yù)報(bào)。
　　其次，從實(shí)驗(yàn)角度對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)層合面板、鋁泡沫芯

3、子復(fù)合材料夾芯板的低速?zèng)_擊力學(xué)性能進(jìn)行了研究。通過(guò)落錘沖擊實(shí)驗(yàn)研究了不同芯子厚度、不同沖擊能量對(duì)復(fù)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(dòng)態(tài)分析模塊，建立了有限元模型，通過(guò)對(duì)模型劃分不同網(wǎng)格尺寸的方式，驗(yàn)證了有限元模型的收斂性。通過(guò)與夾芯板低速?zèng)_擊試驗(yàn)所得的接觸力-位移響應(yīng)曲線、吸收能量及失效模式進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了有限元模型的有效性。
　　最后