军车装甲用蜂窝夹层板的抗弹性研究及优化

发布时间：2021-08-18 02:17

　　不断发展变化的全球战略局势和作战环境对军用汽车的装甲防护提出了越来越高的要求。防御性能好且又不影响机动性能的新式装甲结构在军车防护领域备受青睐。金属蜂窝芯体夹层结构因为其优良的能量吸收能力和轻质等特性在现代装甲防护领域表现出巨大的潜力。基于此,本文应用显式动力学有限元方法研究了蜂窝芯体夹层板的面内侵彻问题,首先对比了以几种不同构型的蜂窝作为芯体的夹层板结构的抗弹性能,侧重对具有负泊松比性质的内凹蜂窝结构作为芯体的夹层板进行了详细的参数化研究,系统的讨论了夹层板的面板厚度、芯体相对密度、芯体厚度、胞元内角、胞元尺寸、胞元壁厚以及弹头形状对夹层板抗侵彻性能的影响；其次应用正交试验设计方法和径向基函数模型近似理论,针对夹层板的两类参数（宏观参数和细观参数）分别进行了夹层板抗侵彻性能的多目标优化和单目标优化设计。通过研究得到结论如下：蜂窝夹层板面内侵彻和面外侵彻的能量耗散分布情况有很大区别,面内侵彻主要由夹层板的芯体结构吸收能量；内凹蜂窝芯体夹层板的抗侵彻能力最强；结构参数对夹层板的抗侵彻性能影响很大；通过优化设计得到了满足要求的最优设计方案。本文的研究对提高军车装甲抗侵彻性能及其优化设计具有... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外相关领域研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 侵彻问题数值仿真及其相关理论
    2.1 引言
    2.2 LS-DYNA及有限元技术基本概念
        2.2.1 单元
        2.2.2 材料
        2.2.3 接触算法
    2.3 夹层板抗侵彻性能的评价指标
    2.4 本章小结
3 蜂窝芯体夹层板面内抗侵彻性能研究
    3.1 引言
    3.2 问题描述
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 相对密度
    3.3 有限元模型
        3.3.1 材料
        3.3.2 有限元模型
    3.4 结果讨论与分析
        3.4.1 有限元模型有效性验证
        3.4.2 夹层板侵彻历程分析
        3.4.3 三种构型的蜂窝夹层板对比
    3.5 本章小结
4 内凹蜂窝及其夹层板的动力学研究
    4.1 引言
    4.2 内凹蜂窝面内动力学研究
        4.2.1 内凹蜂窝的面内冲击动力学研究
        4.2.2 胞元参数和冲击速度对结构动力学特性的影响
    4.3 宏观参数对夹层板抗侵彻性能影响
        4.3.1 面板厚度对夹层板抗侵彻性能的影响
        4.3.2 芯体相对密度对夹层板抗侵彻性能的影响
    4.4 细观参数对夹层板抗侵彻性能影响
        4.4.1 胞元内角对夹层板抗侵彻性能的影响
        4.4.2 胞元尺寸对夹层板抗侵彻性能的影响
    4.5 弹头形状对夹层板抗侵彻性能的影响
    4.6 本章小结
5 内凹蜂窝芯体夹层板优化设计
    5.1 引言
    5.2 正交试验设计方法简介
    5.3 代理模型方法介绍
        5.3.1 多项式响应面模型
        5.3.2 径向基函数模型
        5.3.3 人工神经网络模型
        5.3.4 模型检验
    5.4 优化问题定义
        5.4.1 第Ⅰ阶段
        5.4.2 第Ⅱ阶段
    5.5 第Ⅰ阶段优化
        5.5.1 试验设计安排
        5.5.2 代理模型生成与检验
        5.5.3 优化结果分析
    5.6 第Ⅱ阶段优化
        5.6.1 试验设计安排
        5.6.2 优化结果分析
    5.7 本章小结
结论与展望
参考文献
附录A 响应面拟合公式
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]GH4099蜂窝芯飞秒激光抛光试验研究[J]. 陈峰,刘巧沐,杜鹏,胡增荣.  航空制造技术. 2019(Z2)



本文编号：3348991