波紋夾芯夾層板入水砰擊力學(xué)特性研究.pdf

1、夾層結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、高比強(qiáng)度、抗失穩(wěn)能力強(qiáng)、耐疲勞、吸音和隔熱等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶等領(lǐng)域。本文以V型波紋夾芯夾層板、I型波紋夾芯夾層板及I型夾芯雜交夾層板為研究對(duì)象，運(yùn)用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA，對(duì)其在入水砰擊過程中受到的砰擊壓力載荷與響應(yīng)特性進(jìn)行詳細(xì)的分析研究。
　　本文首先對(duì)V型波紋夾芯夾層板在不同入水速度下（1m/s-6m/s）的流-固耦合非線性動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行分析。建立了氣-液-固三相耦合數(shù)值模

2、型，通過顯式動(dòng)力求解，獲得了V型波紋夾芯夾層板砰擊壓力的分布特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)變形特征，并與同等質(zhì)量加筋板的砰擊響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比，并分析了主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)其砰擊響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明：V型波紋夾層板觸水面板中心點(diǎn)處的砰擊壓力峰值與入水速度呈近似線性關(guān)系，觸水面板的變形隨入水速度的增大而增大；V型波紋夾芯夾層板較同等質(zhì)量的加筋板表現(xiàn)出更好的抗砰擊性能；觸水面板厚度、芯層厚度的增加在一定范圍內(nèi)可以有效提高V型波紋夾芯夾層板的抗砰擊性能。
　　然

3、后，采用相同的數(shù)值仿真方法研究了I型波紋夾芯夾層板的入水砰擊響應(yīng)問題，研究結(jié)果表明： I型夾層板觸水面板的中心點(diǎn)處的砰擊壓力峰值與入水速度呈近似線性關(guān)系，板的變形隨入水速度的增大而增大；I型夾層板相對(duì)于等質(zhì)量的加筋板有較小的整體變形，但觸水面板所受平均壓力與典型位置的砰擊壓力較加筋板大；芯層厚度較小時(shí)，I型波紋夾層板在砰擊入水過程中芯層會(huì)發(fā)生屈曲失效；夾層板的面板厚度、夾芯厚度等對(duì)夾層板的入水砰擊壓力及變形響應(yīng)都有一定的影響。
　

4、　最后，研究了含有填充物的I型夾芯雜交夾層板的有限元建模方法及其入水砰擊下的壓力載荷與變形響應(yīng)。研究中選取密度比為0.15的泡沫鋁為填充物材料，通過詳細(xì)分析計(jì)算獲得I型夾芯雜交夾層板的砰擊壓力分布與結(jié)構(gòu)砰擊變形特征。研究結(jié)果表明：與相應(yīng)尺寸的I型波紋夾芯夾層板相比，I型波紋夾芯雜交夾層結(jié)構(gòu)受到的平均砰擊壓力較大，典型部位的砰擊壓力（觸水面中心點(diǎn)）相對(duì)較大；而局部變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相應(yīng)尺寸的I型波紋夾芯夾層板。
　　本文研究工作為深入理解