Ⅱ類結(jié)構(gòu)的沖擊失效.pdf

1、本文在總結(jié)了能量吸收裝置的研究現(xiàn)狀和一些關(guān)鍵問題后,針對Ⅱ類結(jié)構(gòu)以及由Ⅱ類胞元串接而成的Ⅱ類串接系統(tǒng),用理論分析和有限元計算方法,就兩種結(jié)構(gòu)在沖擊作用下的力學行為以及失效模式展開了詳細的研究,得到了一些較有價值的研究結(jié)果:1.研究了單個Ⅱ類結(jié)構(gòu)(也就是一對有初始缺陷的預彎板)的沖擊行為,并和Ⅰ類結(jié)構(gòu)(對徑受壓圓環(huán))的結(jié)果進行了比較.理論分析方法和有限元計算結(jié)果表明,在沖擊能量一定的情況下,較小的沖擊質(zhì)量(相應有較大的沖擊速度)會導致較大

2、的沖擊力和較小的最終變形,也就是說具有慣性敏感性.而Ⅰ類結(jié)構(gòu)就沒有類似的現(xiàn)象.這種慣性敏感性的原因在于,隨著沖擊質(zhì)量的減小,消耗在軸向變形的塑性功逐漸增加,而消耗在塑性鉸彎曲變形中的塑性功逐漸減少,最終留下較小的殘余變形.2.用有限元方法研究了由Ⅱ類胞元串接而成的Ⅱ類串接系統(tǒng)的沖擊失效過程.計算結(jié)果表明,在沖擊能量一定的條件下,改變沖擊物的質(zhì)量(也就是說改變沖擊速度),系統(tǒng)將可能產(chǎn)生不同的失效模式,有前向漸進、反向漸進、雙向漸進和隨機發(fā)

3、展等四種模式.同時,當沖擊速度恒定不變時,我們也觀察到了相同的失效模式.這些失效模式的發(fā)現(xiàn)對于研究沖擊失效過程有著很重要的價值.3.由于有限元計算沖擊問題需要很長的時間,我們用理論的方法對于Ⅱ類串接系統(tǒng)進行了簡化.根據(jù)單個胞元的脈沖相應來計算每個胞元的等效剛度,根據(jù)能量等效來計算每個胞元的等效質(zhì)量,從而把原來較為復雜的系統(tǒng)簡化成一串具有彈塑性行為的非線性彈簧-質(zhì)量系統(tǒng),有效地降低了模型的維數(shù).和有限元計算相比,簡化模型在沖擊速度較低的條