蜂窝铝夹芯板动态冲击试验研究

采用落锤低速冲击试验测试蜂窝铝夹芯板的动态力学性能,研究了其破坏形态、破坏过程和典型荷载-位移曲线,分析了冲击速度和面板厚度两个因素对夹芯板极限冲击承载力和吸能量的影响,并和准静态试验下相应面板厚度的夹芯板进行力学性能对比。试验结果表明,蜂窝铝夹芯板的典型冲击荷载-位移曲线呈现出五个主要阶段,在不同冲击速度下夹芯板的极限冲击承载力和吸能量基本一致,而随着面板厚度的增加,夹芯板的极限冲击承载力和吸能量随之增加,三种不同面板厚度的夹芯板在落锤低速冲击作用下的极限冲击承载力和吸能量比在准静态作用下提高。     

铝蜂窝夹芯板低速动态冲击响应研究

为研究不同结构参数对质量相同、强度不同的两种铝蜂窝夹芯板低速动态冲击响应的影响，建立了铝蜂窝夹芯板受半球型落锤低速冲击的数值模型，并将有限元计算结果与试验结果进行对比，检验了模型的可靠性。在此基础上，对比研究了不同上下铝板厚度和不同蜂窝芯壁厚对两种铝蜂窝夹芯板在低速冲击下吸能效果的影响。结果表明：在质量相同的情况下，强度小、高度大的夹芯板在低速冲击下力-位移曲线更易出现双峰模式，增加蜂窝芯壁厚或是上下铝板厚度都会使第一次的峰值力增加，第二次峰值力降低；强度小、高度大的夹芯板蜂窝芯在低速冲击中吸能占比更多，强度大、高度小的则是上层铝板吸收的能量更多，前者的质量、体积比吸能更高；铝蜂窝夹芯板质量比吸能和体积比吸能与壁厚边长比、板厚芯高比均呈幂次关系。     

发泡铝夹芯板的隔声性能及其优化

基于统计能量法建立发泡铝夹芯板隔声预测模型并进行试验验证,利用该模型预测了发泡铝密度和厚度对夹芯板隔声性能的影响,分析了夹芯板的声振特性,并通过敷设阻尼层对夹芯板隔声性能进行了优化。结果表明:随着发泡铝密度的增加,发泡铝夹芯板的隔声量在低中频段的增幅较大,在高频段的增幅较小,随着发泡铝厚度的增加,隔声量在中频段的增幅较大,在低频与高频段的增幅较小;计权隔声量随发泡铝密度或厚度的增加而增大,但增幅减小;在发泡铝中间敷设0.8mm厚的阻尼层后,整体计权隔声量提高了2.8dB。     

钝头弹撞击不同材质蜂窝夹芯板的损伤特性研究

利用一级气炮系统发射钝头弹进行铝蜂窝夹芯板与纸蜂窝夹芯板的撞击实验,分析靶板材质对弹道极限、夹芯板失效模式和比能量吸收的影响规律及机理。结果表明:钝头弹撞击铝蜂窝夹芯板的弹道极限高于纸蜂窝夹芯板。与纸蜂窝夹芯板相比,铝蜂窝夹芯板受钝头弹撞击前面板产生明显的凹坑变形与纤维分层现象;芯体由撞击撕裂破坏转变为褶皱折叠变形与压溃失效;后面板由纤维拉伸断裂与菱形鼓包变形转变为纤维拉伸失效下大面积的菱形分层破坏,纤维条撕裂的形状由片状转变为带状;前面板与芯体生成的撞击碎屑转变为规则的圆形冲塞。铝蜂窝夹芯板的比能量吸收明显高于纸蜂窝夹芯板。     

闭孔泡沫铝在圆柱形平压头下的压痕性能

采用圆柱形平压头对闭孔泡沫铝进行了压痕试验,研究了压头直径、泡沫铝相对密度及边界条件对压痕响应、压痕硬度、吸能特性等的影响,并与单向压缩试验结果进行了对比.结果表明:闭孔泡沫铝压痕试验的应力-应变曲线与其单向压缩时的相似,但压痕试验时的屈服强度显著高于单向压缩时的;压痕试验时泡沫铝的变形被严格限制在压头之下,并且是局部的不均匀变形;压痕试验时泡沫铝的撕裂能和能量吸收效率不随压头直径和泡沫铝相对密度的变化而变化;压痕硬度随压头直径的增加而线性减小,随相对密度的增加而线性增大;其吸能能力分别随压头直径及相对密度的增加而线性增大;压痕深度在一定范围内(小于6 mm),刚性基础和筒支边界条件对泡沫铝在圆柱形平压头作用下压痕响应的影响可以忽略不计.     

铝蜂窝填充CFRP结构的侧向压缩性能研究

采用准静态侧向压缩试验和有限元仿真相结合的方法,对铝蜂窝填充碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)结构的侧向压缩性能和破坏机理开展了研究。试验发现,在稳定破坏模式下,相对CFRP空管,铝蜂窝填充管件的平均峰值载荷、吸收能量和比吸能率分别提高251.6%,656.3%和400.0%,并且破坏过程也更加稳定。此外,采用Ls-dyna软件对铝蜂窝填充CFRP管件的破坏过程进行了仿真,发现铝蜂窝填充可以有效抵抗管壁变形,并且获得了与试验较吻合的破坏过程和力-位移曲线。研究表明,利用轻质铝蜂窝结构填充CFRP管件,能有效改善CFRP结构的侧向压缩性能和吸能性能。     

基于ANSYS/LS-DYNA的钎焊蜂窝铝板平压性能研究

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了钎焊蜂窝铝板的平压过程,获得了不同位移载荷下蜂窝铝板的变形情况和蜂窝芯的应力分布规律,研究了蜂窝芯边长和厚度对钎焊蜂窝铝板的破坏载荷的影响。结果表明:在整个平压过程中,应力最大处出现在蜂窝芯壁板交棱处,蜂窝芯厚度与边长对钎焊蜂窝铝板的破坏载荷有较大的影响。     

铝蜂窝夹芯板受爆炸载荷时的动力响应

在对爆炸载荷下铝蜂窝夹芯板的变形机理和失效模式研究的基础上,文中试图建立铝蜂窝夹芯板的刚塑性动力分析模型。首先给出考虑芯层强度的拉—弯联合作用的屈服条件,考虑到冲击载荷作用时间相对于芯层的压缩和夹芯板的整体动力响应时间要短的多,应用修正的哈密尔顿原理,得到固支边界条件下受爆炸载荷作用的夹芯方板三阶段变形的塑性动力响应,得出其表达式。并与实验结果进行比较和分析,研究表明在考虑有限变形情况下,文中的分析结果和实验结果吻合较好。     

胞元参数对铝蜂窝吸能特性的影响

铝蜂窝是一种多孔材料,具有良好的吸能特性,广泛应用于航天领域和轨道交通领域。六边形铝蜂窝的吸能特性受胞元边长l、胞元壁厚t及扩展角α的影响;加强正六边形铝蜂窝的吸能特性与正六边形铝蜂窝不同。通过对不同胞元参数的正六边形铝蜂窝吸能特性进行理论计算,用Hypermesh对正六边形和加强正六边形蜂窝结构进行准静态压缩仿真分析,得到其平均应力和比吸能。结果表明:正六边形和加强正六边形铝蜂窝的平均应力和比吸能随蜂窝胞元边长的增大而减小,随壁厚的增大而增大;相同胞元参数下,加强正六边形蜂窝的平均应力及体积比吸能高于正六边形蜂窝,但是质量比吸能小于正六边形蜂窝。     

缠绕式圆筒蜂窝的结构参数对吸能特性影响研究

为研究缠绕式圆筒蜂窝的结构参数对吸能特性影响,首先建立有限元仿真模型.然后利用控制变量法,系统地研究蜂窝结构参数对蜂窝吸能特性的影响.最后进行实验,并与仿真结果做对比.结果表明:随着波纹片边长减小、波纹片厚度和平片厚度增加,可以提高蜂窝平均应力和体积比吸能;减小波纹片边长、增加波纹片厚度可提高质量比吸能,而平片厚度的增...