金字塔点阵与BRAS波纹夹层板抗爆性设计优化研究
发布时间：2021-09-12 11:20
现今,恐怖袭击等局部战争频繁发生。在反恐等军事行动中,军车经常面临地雷等爆炸装置的袭击,这严重威胁军车内乘员和物资的安全。为提高军车的装甲防护性能,本文展开了针对军车地板、车身等防护结构的设计优化研究。三明治夹层结构在动态冲击与爆炸能量吸收方面表现卓越,这种结构可被广泛应用于军用车辆、航天和舰船等装甲防护。常见的三明治夹层结构有:点阵夹层结构、波纹板结构、蜂窝结构等。三明治夹层结构的芯体层形状、尺寸参数和排列方式十分繁杂,这为实现结构设计多样化提供了可能性,同时使得通过改变夹层结构芯层的具体形式以提高其抗爆抗性能成为可能。本文围绕防护装甲的抗爆性能和多目标优化分别对变截面梁构成芯体层腹杆的金字塔点阵夹芯板和一种称为BRAS（Blast Resistant Adaptive Sandwich）的波纹板结构开展了设计优化研究。首先,采用数值分析的方法,在Hyperworks?14.0中建立有限元模型,利用LS-DYNNA?求解计算,进行了建模方法可靠性验证。其次,在相同质量、相同载荷条件下,对比分析了结构的抗爆性能以及各结构参数对夹芯板整体抗爆性能的影响。然后,在分析的基础上,以结构参数为...
【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】：64 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 国内外研究现状
1.3 本文研究内容
2 抗爆性研究及优化理论
2.1 爆炸仿真
2.2 抗爆性指标
2.3 多目标优化
2.4 鲁棒性设计
2.5 代理模型
2.5.1 试验设计
2.5.2 响应面模型
2.5.3 代理模型检验
2.6 遗传算法
2.7 本章小结
3 爆炸载荷下变截面腹杆金字塔点阵夹芯板动态响应研究
3.1 变截面腹杆金字塔点阵夹芯板有限元建模方法
3.1.2 几何模型
3.1.3 有限元模型
3.2 夹芯板抗爆性评价指标
3.3 有限元建模方法可靠性验证
3.4 变截面与等截面腹杆金字塔点阵夹芯板抗爆性比较
3.5 参数研究
3.5.1 腹杆拔模角α?
3.5.2 芯体层高度H
3.5.3 腹杆倾角θ?
3.5.4 板厚
3.5.5 腹杆底端截面边长b
3.5.6 炸高SoD
3.6 多目标优化
3.6.1 优化模型
3.6.2 优化结果
3.6.3 鲁棒性设计
3.7 本章小结
4 爆炸载荷下BRAS结构动态响应研究
4.1 BRAS结构建模方法
4.1.1 BRAS结构几何模型
4.1.2 BRAS结构有限元模型
4.2 BRAS结构抗爆性评价指标
4.2.1 比吸能
4.2.2 最大背板变形量
4.3 BRAS结构有限元建模方法可靠性验证
4.4 BRAS结构与TC、USDH结构抗爆性比较
4.4.1 变形模式比较
4.4.2 比吸能SEA比较
4.4.3 背板变形量MaxD比较
4.5 BRAS结构参数研究
4.5.1 芯体子层高度
4.5.2 芯体子层宽度
4.5.3 面板及芯层胞壁厚度
4.6 BRAS结构多目标优化
4.6.1 优化模型
4.6.2 响应面设计
4.6.3 优化结果
4.7 本章小结
结论
参考文献
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]金字塔型点阵材料夹芯板抗爆性能仿真与优化[J]. 亓昌,郝鹏程,舒剑,杨姝. 振动与冲击. 2019(16)
[2]冲击波与破片对波纹杂交夹层板的联合毁伤数值研究[J]. 李勇,肖伟,程远胜,刘均,张攀. 爆炸与冲击. 2018(02)
[3]空中爆炸载荷下梯度波纹夹层板抗爆性能仿真研究[J]. 李勇,程远胜,张攀,刘均. 兵工学报. 2017(06)
[4]水下冲击载荷下波纹夹层结构动态响应特性分析[J]. 任鹏,田阿利,张伟. 振动与冲击. 2016(23)
[5]金属空心球梯度泡沫结构抗冲击特性仿真与优化[J]. 杨姝,刘国平,亓昌,王大志. 浙江大学学报(工学版). 2016(08)
[6]军用车辆装甲防护材料与技术发展的研究[J]. 高原,姚凯. 机电产品开发与创新. 2015(02)
[7]梯度铝泡沫夹层结构抗爆性能仿真与优化[J]. 亓昌,杨丽君,杨姝. 振动与冲击. 2013(13)
硕士论文
[1]两种不同金字塔型点阵夹芯板抗爆性能研究[D]. 卫聪敏.大连理工大学 2017
[2]负泊松比夹芯板抗爆性能实验与仿真研究[D]. 裴连政.大连理工大学 2016
[3]金字塔型点阵夹芯板抗爆抗侵彻性能仿真与优化[D]. 舒剑.大连理工大学 2016
[4]轻质铝泡沫夹芯板抗爆性能仿真与多目标优化设计[D]. 杨丽君.大连理工大学 2014
本文编号：3394133
【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】：64 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 国内外研究现状
1.3 本文研究内容
2 抗爆性研究及优化理论
2.1 爆炸仿真
2.2 抗爆性指标
2.3 多目标优化
2.4 鲁棒性设计
2.5 代理模型
2.5.1 试验设计
2.5.2 响应面模型
2.5.3 代理模型检验
2.6 遗传算法
2.7 本章小结
3 爆炸载荷下变截面腹杆金字塔点阵夹芯板动态响应研究
3.1 变截面腹杆金字塔点阵夹芯板有限元建模方法
3.1.2 几何模型
3.1.3 有限元模型
3.2 夹芯板抗爆性评价指标
3.3 有限元建模方法可靠性验证
3.4 变截面与等截面腹杆金字塔点阵夹芯板抗爆性比较
3.5 参数研究
3.5.1 腹杆拔模角α?
3.5.2 芯体层高度H
3.5.3 腹杆倾角θ?
3.5.4 板厚
3.5.5 腹杆底端截面边长b
3.5.6 炸高SoD
3.6 多目标优化
3.6.1 优化模型
3.6.2 优化结果
3.6.3 鲁棒性设计
3.7 本章小结
4 爆炸载荷下BRAS结构动态响应研究
4.1 BRAS结构建模方法
4.1.1 BRAS结构几何模型
4.1.2 BRAS结构有限元模型
4.2 BRAS结构抗爆性评价指标
4.2.1 比吸能
4.2.2 最大背板变形量
4.3 BRAS结构有限元建模方法可靠性验证
4.4 BRAS结构与TC、USDH结构抗爆性比较
4.4.1 变形模式比较
4.4.2 比吸能SEA比较
4.4.3 背板变形量MaxD比较
4.5 BRAS结构参数研究
4.5.1 芯体子层高度
4.5.2 芯体子层宽度
4.5.3 面板及芯层胞壁厚度
4.6 BRAS结构多目标优化
4.6.1 优化模型
4.6.2 响应面设计
4.6.3 优化结果
4.7 本章小结
结论
参考文献
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]金字塔型点阵材料夹芯板抗爆性能仿真与优化[J]. 亓昌,郝鹏程,舒剑,杨姝. 振动与冲击. 2019(16)
[2]冲击波与破片对波纹杂交夹层板的联合毁伤数值研究[J]. 李勇,肖伟,程远胜,刘均,张攀. 爆炸与冲击. 2018(02)
[3]空中爆炸载荷下梯度波纹夹层板抗爆性能仿真研究[J]. 李勇,程远胜,张攀,刘均. 兵工学报. 2017(06)
[4]水下冲击载荷下波纹夹层结构动态响应特性分析[J]. 任鹏,田阿利,张伟. 振动与冲击. 2016(23)
[5]金属空心球梯度泡沫结构抗冲击特性仿真与优化[J]. 杨姝,刘国平,亓昌,王大志. 浙江大学学报(工学版). 2016(08)
[6]军用车辆装甲防护材料与技术发展的研究[J]. 高原,姚凯. 机电产品开发与创新. 2015(02)
[7]梯度铝泡沫夹层结构抗爆性能仿真与优化[J]. 亓昌,杨丽君,杨姝. 振动与冲击. 2013(13)
硕士论文
[1]两种不同金字塔型点阵夹芯板抗爆性能研究[D]. 卫聪敏.大连理工大学 2017
[2]负泊松比夹芯板抗爆性能实验与仿真研究[D]. 裴连政.大连理工大学 2016
[3]金字塔型点阵夹芯板抗爆抗侵彻性能仿真与优化[D]. 舒剑.大连理工大学 2016
[4]轻质铝泡沫夹芯板抗爆性能仿真与多目标优化设计[D]. 杨丽君.大连理工大学 2014
本文编号：3394133
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3394133.html
