钢板夹泡沫铝组合板抗接触爆炸性能研究
发布时间：2022-01-13 08:19
鉴于泡沫铝材料优异的吸能特性和三明治型组合构件在强度、刚度上的优势,针对分层结构为钢板-泡沫铝芯层-钢板的100 mm厚抗爆组合板进行了装药量为1.0 kg TNT的接触爆炸试验,考察了组合板在接触爆炸条件下的变形及破坏情况,并对组合板的变形破坏过程进行了理论分析和数值模拟。研究表明,组合板承受接触爆炸荷载时,主要通过局部压缩变形和整体弯曲变形吸收耗散能量,上下面板与芯层间易发生剥离现象。钢板相同时适当增大泡沫铝芯层厚度,泡沫铝芯层相同时增加钢板厚度,均可减小组合板承受接触爆炸冲击荷载时产生的变形破坏,提高其抗爆性能。
【文章来源】：振动与冲击. 2017,36(13)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
组合板简图
间采用环氧树脂与固化剂1∶1混合物黏结，两端采用M20螺栓连接，如图1所示，组合板横截面图如图2所示。钢板与泡沫铝的材料参数如表1所示。图1组合板简图Fig．1Schematicdiagramofthesandwichpanel(a)(b)图2组合板横截面图Fig．2Crosssectionofthesandwichpanel表1组合板材料参数Tab．1Materialparametersofthesandwichpanel材料密度/(kg·m－3)弹性模量/MPa屈服强度/MPa剪切强度/MPaQ235B钢7．85×1032．1×105285泡沫铝0．4×1033801．961．11．2试验设计与实施试验布置如图3所示。用上下角钢将组合板固定在距离为1000mm的支座上，防止组合板出现大幅振动或较大的水平位移。将1．0kgTNT装药放置于组合板上表面中心处引爆。图3试验布置图Fig．3Placementoftheexplosionexperiments1．3试验结果与分析1．0kgTNT装药接触爆炸后，钢板夹泡沫铝组合板发生了较大程度的变形破坏，如图4、图5所示。组合板上表面产生近似圆形破口，直径约为18cm。芯层泡沫铝发生破碎，组合板中心处泡沫铝破碎现象最为严重，凹陷深度约为5cm。除了局部破坏以外，组合板在爆炸中同时产生了约22cm的整体弯曲变形，下层面板虽然出现了较大的塑性变形，但未出现破口，组合板未发生贯穿破坏。(a)整体图(b)局部图图4组合板迎爆面变形破坏图Fig．4Deformationandfailureofthefrontsurface(a)整体图(b)局部图图5组合板背爆面变形破坏图Fig．5Deformationandfailureofthebacksurface由此可见，钢板夹泡沫铝组合板承受接触爆炸荷载时，响应主要为局部破坏和整体弯曲变形。在爆炸过程中，组合板中央位置承受局部接触爆炸冲击荷载，导致上层面板产生破口。泡沫铝被压实出现破碎，芯层与上下面板间发生剥离，组合
thesandwichpanel材料密度/(kg·m－3)弹性模量/MPa屈服强度/MPa剪切强度/MPaQ235B钢7．85×1032．1×105285泡沫铝0．4×1033801．961．11．2试验设计与实施试验布置如图3所示。用上下角钢将组合板固定在距离为1000mm的支座上，防止组合板出现大幅振动或较大的水平位移。将1．0kgTNT装药放置于组合板上表面中心处引爆。图3试验布置图Fig．3Placementoftheexplosionexperiments1．3试验结果与分析1．0kgTNT装药接触爆炸后，钢板夹泡沫铝组合板发生了较大程度的变形破坏，如图4、图5所示。组合板上表面产生近似圆形破口，直径约为18cm。芯层泡沫铝发生破碎，组合板中心处泡沫铝破碎现象最为严重，凹陷深度约为5cm。除了局部破坏以外，组合板在爆炸中同时产生了约22cm的整体弯曲变形，下层面板虽然出现了较大的塑性变形，但未出现破口，组合板未发生贯穿破坏。(a)整体图(b)局部图图4组合板迎爆面变形破坏图Fig．4Deformationandfailureofthefrontsurface(a)整体图(b)局部图图5组合板背爆面变形破坏图Fig．5Deformationandfailureofthebacksurface由此可见，钢板夹泡沫铝组合板承受接触爆炸荷载时，响应主要为局部破坏和整体弯曲变形。在爆炸过程中，组合板中央位置承受局部接触爆炸冲击荷载，导致上层面板产生破口。泡沫铝被压实出现破碎，芯层与上下面板间发生剥离，组合板整体抗弯刚度大幅下降，进而出现较大的整体弯曲变形。2理论分析为简化分析，将组合板构件视为理想刚塑性模型，将TNT装药爆炸视为瞬时爆轰。由于爆热对构件产生的影响与荷载对构件产生的作用相比要小的多，因此忽略爆热影响。以冲量的形式分析接触爆炸荷载，鉴于接触爆炸的特点，在装药半径以外区域，冲量对?
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢板夹泡沫铝组合板抗爆性能研究[J]. 夏志成,王曦浩,赵跃堂,龚华栋,孔新立. 振动与冲击. 2017(02)
[2]泡沫铝芯体冲击力学性能试验研究[J]. 何顶顶,黄跃平,韩晓林. 工程与试验. 2008(03)
博士论文
[1]泡沫铝材料的吸能与防爆特性研究[D]. 刘欢.东北大学 2014
本文编号：3586062
【文章来源】：振动与冲击. 2017,36(13)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
组合板简图
间采用环氧树脂与固化剂1∶1混合物黏结，两端采用M20螺栓连接，如图1所示，组合板横截面图如图2所示。钢板与泡沫铝的材料参数如表1所示。图1组合板简图Fig．1Schematicdiagramofthesandwichpanel(a)(b)图2组合板横截面图Fig．2Crosssectionofthesandwichpanel表1组合板材料参数Tab．1Materialparametersofthesandwichpanel材料密度/(kg·m－3)弹性模量/MPa屈服强度/MPa剪切强度/MPaQ235B钢7．85×1032．1×105285泡沫铝0．4×1033801．961．11．2试验设计与实施试验布置如图3所示。用上下角钢将组合板固定在距离为1000mm的支座上，防止组合板出现大幅振动或较大的水平位移。将1．0kgTNT装药放置于组合板上表面中心处引爆。图3试验布置图Fig．3Placementoftheexplosionexperiments1．3试验结果与分析1．0kgTNT装药接触爆炸后，钢板夹泡沫铝组合板发生了较大程度的变形破坏，如图4、图5所示。组合板上表面产生近似圆形破口，直径约为18cm。芯层泡沫铝发生破碎，组合板中心处泡沫铝破碎现象最为严重，凹陷深度约为5cm。除了局部破坏以外，组合板在爆炸中同时产生了约22cm的整体弯曲变形，下层面板虽然出现了较大的塑性变形，但未出现破口，组合板未发生贯穿破坏。(a)整体图(b)局部图图4组合板迎爆面变形破坏图Fig．4Deformationandfailureofthefrontsurface(a)整体图(b)局部图图5组合板背爆面变形破坏图Fig．5Deformationandfailureofthebacksurface由此可见，钢板夹泡沫铝组合板承受接触爆炸荷载时，响应主要为局部破坏和整体弯曲变形。在爆炸过程中，组合板中央位置承受局部接触爆炸冲击荷载，导致上层面板产生破口。泡沫铝被压实出现破碎，芯层与上下面板间发生剥离，组合
thesandwichpanel材料密度/(kg·m－3)弹性模量/MPa屈服强度/MPa剪切强度/MPaQ235B钢7．85×1032．1×105285泡沫铝0．4×1033801．961．11．2试验设计与实施试验布置如图3所示。用上下角钢将组合板固定在距离为1000mm的支座上，防止组合板出现大幅振动或较大的水平位移。将1．0kgTNT装药放置于组合板上表面中心处引爆。图3试验布置图Fig．3Placementoftheexplosionexperiments1．3试验结果与分析1．0kgTNT装药接触爆炸后，钢板夹泡沫铝组合板发生了较大程度的变形破坏，如图4、图5所示。组合板上表面产生近似圆形破口，直径约为18cm。芯层泡沫铝发生破碎，组合板中心处泡沫铝破碎现象最为严重，凹陷深度约为5cm。除了局部破坏以外，组合板在爆炸中同时产生了约22cm的整体弯曲变形，下层面板虽然出现了较大的塑性变形，但未出现破口，组合板未发生贯穿破坏。(a)整体图(b)局部图图4组合板迎爆面变形破坏图Fig．4Deformationandfailureofthefrontsurface(a)整体图(b)局部图图5组合板背爆面变形破坏图Fig．5Deformationandfailureofthebacksurface由此可见，钢板夹泡沫铝组合板承受接触爆炸荷载时，响应主要为局部破坏和整体弯曲变形。在爆炸过程中，组合板中央位置承受局部接触爆炸冲击荷载，导致上层面板产生破口。泡沫铝被压实出现破碎，芯层与上下面板间发生剥离，组合板整体抗弯刚度大幅下降，进而出现较大的整体弯曲变形。2理论分析为简化分析，将组合板构件视为理想刚塑性模型，将TNT装药爆炸视为瞬时爆轰。由于爆热对构件产生的影响与荷载对构件产生的作用相比要小的多，因此忽略爆热影响。以冲量的形式分析接触爆炸荷载，鉴于接触爆炸的特点，在装药半径以外区域，冲量对?
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢板夹泡沫铝组合板抗爆性能研究[J]. 夏志成,王曦浩,赵跃堂,龚华栋,孔新立. 振动与冲击. 2017(02)
[2]泡沫铝芯体冲击力学性能试验研究[J]. 何顶顶,黄跃平,韩晓林. 工程与试验. 2008(03)
博士论文
[1]泡沫铝材料的吸能与防爆特性研究[D]. 刘欢.东北大学 2014
本文编号：3586062
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