Ⅱ類結(jié)構(gòu)的沖擊失效.pdf

1、本文在總結(jié)了能量吸收裝置的研究現(xiàn)狀和一些關(guān)鍵問題后,針對(duì)Ⅱ類結(jié)構(gòu)以及由Ⅱ類胞元串接而成的Ⅱ類串接系統(tǒng),用理論分析和有限元計(jì)算方法,就兩種結(jié)構(gòu)在沖擊作用下的力學(xué)行為以及失效模式展開了詳細(xì)的研究,得到了一些較有價(jià)值的研究結(jié)果:1.研究了單個(gè)Ⅱ類結(jié)構(gòu)(也就是一對(duì)有初始缺陷的預(yù)彎板)的沖擊行為,并和Ⅰ類結(jié)構(gòu)(對(duì)徑受壓圓環(huán))的結(jié)果進(jìn)行了比較.理論分析方法和有限元計(jì)算結(jié)果表明,在沖擊能量一定的情況下,較小的沖擊質(zhì)量(相應(yīng)有較大的沖擊速度)會(huì)導(dǎo)致較大

2、的沖擊力和較小的最終變形,也就是說(shuō)具有慣性敏感性.而Ⅰ類結(jié)構(gòu)就沒有類似的現(xiàn)象.這種慣性敏感性的原因在于,隨著沖擊質(zhì)量的減小,消耗在軸向變形的塑性功逐漸增加,而消耗在塑性鉸彎曲變形中的塑性功逐漸減少,最終留下較小的殘余變形.2.用有限元方法研究了由Ⅱ類胞元串接而成的Ⅱ類串接系統(tǒng)的沖擊失效過程.計(jì)算結(jié)果表明,在沖擊能量一定的條件下,改變沖擊物的質(zhì)量(也就是說(shuō)改變沖擊速度),系統(tǒng)將可能產(chǎn)生不同的失效模式,有前向漸進(jìn)、反向漸進(jìn)、雙向漸進(jìn)和隨機(jī)發(fā)

3、展等四種模式.同時(shí),當(dāng)沖擊速度恒定不變時(shí),我們也觀察到了相同的失效模式.這些失效模式的發(fā)現(xiàn)對(duì)于研究沖擊失效過程有著很重要的價(jià)值.3.由于有限元計(jì)算沖擊問題需要很長(zhǎng)的時(shí)間,我們用理論的方法對(duì)于Ⅱ類串接系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)化.根據(jù)單個(gè)胞元的脈沖相應(yīng)來(lái)計(jì)算每個(gè)胞元的等效剛度,根據(jù)能量等效來(lái)計(jì)算每個(gè)胞元的等效質(zhì)量,從而把原來(lái)較為復(fù)雜的系統(tǒng)簡(jiǎn)化成一串具有彈塑性行為的非線性彈簧-質(zhì)量系統(tǒng),有效地降低了模型的維數(shù).和有限元計(jì)算相比,簡(jiǎn)化模型在沖擊速度較低的條