沖擊接觸下管形體失效特征研究.pdf

1、本文基于沖頭與圓管碰撞過程的高度非線性，采用非線性顯式有限元分析法對(duì)其進(jìn)行了仿真計(jì)算。研究了不同管徑、管長(zhǎng)以及不同材質(zhì)的圓管在不同直徑、質(zhì)量的沖頭的側(cè)向沖擊下的變形歷程、最終的變形模態(tài)以及能量的分配方式，并得到了穿透時(shí)的臨界速度。 本文首次利用大型有限元程序LS-DYNA對(duì)圓管變形進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。從模擬的圓管的變形歷程可以看出，在沖擊瞬時(shí)，管梁先發(fā)生局部凹陷，隨著局部凹陷的加大，管梁的抗彎剛度減小，然后剛體平動(dòng)和整體變形發(fā)生

2、，而且速度越大，這種現(xiàn)象越明顯；沖頭的入射動(dòng)能在撞擊過程中急劇減小，撞擊結(jié)束后減小到可以忽略不計(jì)。減少的沖頭動(dòng)能在撞擊后轉(zhuǎn)化為管梁的內(nèi)能(整體彎曲變形能和局部凹陷變形能，在沖擊時(shí)還有剪切變形能和剛體平動(dòng)動(dòng)能)。其中圓管內(nèi)能占到80％以上，而剛體平動(dòng)動(dòng)能在總耗能中所占的比例不到20％。 本文的研究表明，當(dāng)受到?jīng)_頭的對(duì)心側(cè)向正沖擊時(shí)，圓管的變形歷程、變形模態(tài)、局部破壞形式以及能量分配方式與自由梁以及有支撐的圓柱殼有很大的不同。其主要