泡沫铝子弹高速撞击下铝基复合泡沫夹层板的动态响应
本文选题:铝基复合泡沫 + 夹层板 ; 参考:《爆炸与冲击》2017年04期
【摘要】:应用一级轻气炮驱动泡沫铝弹丸高速撞击加载技术,对实心钢板以及前/后面板为Q235钢板、芯层分别为铝基复合泡沫和普通泡沫铝的夹层板结构,在脉冲载荷作用下的动态力学响应进行实验研究。结果表明:泡沫铝子弹高速撞击靶板可近似模拟爆炸载荷效果;铝基复合泡沫夹层板的变形分为芯层压缩和整体变形两个阶段;与其他靶板相比,铝基复合泡沫夹层板的抗冲击性能最优。基于实验研究,应用LS-DYNA非线性动力有限元软件,对泡沫铝夹层板的动态响应进行数值模拟。结果表明:泡沫铝子弹的长度和初始速度对子弹与夹层板之间的接触作用力影响显著,并且呈线性关系。泡沫芯层强度对等质量及等厚度夹层板的抗冲击性能均有显著影响,夹层板中心挠度对前、后面板的厚度匹配较为敏感,在临界范围内,若背板厚度大于面板厚度,可减小夹层板的最终挠度。夹层板面板宜采用刚度较低、延性好、拉伸破坏应变较大的金属材料。
[Abstract]:Using the technology of high speed impact loading of aluminum foam projectile driven by first class light gas gun, the sandwich plate structure of solid steel plate and front / rear panel is Q235 steel plate, and the core layer is aluminum based composite foam and ordinary aluminum foam, respectively. The dynamic mechanical response under pulse loading was experimentally studied. The results show that the impact of aluminum foam bullets on the target plate at high speed can approximate the effect of explosive load, the deformation of aluminum composite foam sandwich plate can be divided into two stages: core layer compression and integral deformation, and compared with other target plates, the deformation of aluminum composite foam sandwich plate is different from that of other target plates. The impact resistance of aluminum-based composite foam sandwich plate is optimal. Based on experimental study, the dynamic response of aluminum foam sandwich plate is simulated by LS-DYNA nonlinear dynamic finite element software. The results show that the length and initial velocity of the aluminum foam bullets have a significant effect on the contact force between the bullets and the sandwich plate, and there is a linear relationship between them. The uniform strength of foam core and the impact resistance of sandwich plate of equal thickness have significant effects. The center deflection of sandwich plate is sensitive to the thickness matching of front and back panel. In the critical range, if the thickness of back plate is greater than that of panel, The final deflection of sandwich plate can be reduced. Metal materials with low stiffness, good ductility and high tensile failure strain should be used for sandwich panels.
【作者单位】: 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室;哈尔滨工业大学土木工程学院;哈尔滨工业大学金属基复合材料与工程研究所;
【基金】:国家自然科学基金项目(51108141,51578201) 黑龙江省青年科学基金项目(QC2011C064) 哈尔滨科技创新人才基金项目(RC2012QN012011) 哈尔滨市科技攻关项目
【分类号】:O347.3
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,本文编号:1818087
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