基于泡沫鋁吸能層的某裝置筒蓋系統(tǒng)降載方案研究及其參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、由于某產(chǎn)品發(fā)射裝置筒蓋系統(tǒng)在工作過程中承受復雜多相流瞬時沖擊作用,導致其結(jié)構(gòu)上聯(lián)接螺栓發(fā)生了延遲斷裂失效,給產(chǎn)品的正常工作帶來了一定的安全隱患。因此采用緩沖吸能裝置對其進行降載來解決這個實際工程問題具有較大的實際意義和參考價值。
　　泡沫鋁材料作為一種吸能效果較為理想的金屬材料得到了廣泛應用,本文以此提出采用附著泡沫鋁吸能層作為緩沖吸能結(jié)構(gòu)的方案來考察其對筒蓋系統(tǒng)的降載效果。首先,以泡沫鋁材料為研究對象建立了單胞泡沫鋁有限元模型,

2、并分析其動態(tài)壓縮力學性能,得出了不同相對密度泡沫鋁在受到?jīng)_擊載荷時其應力應變特征曲線,結(jié)果表明與相關理論及試驗較為吻合;其次,建立了筒蓋系統(tǒng)有限元模型以及后續(xù)建立的附著泡沫鋁吸能層的筒蓋系統(tǒng)有限元模型,并通過采用流固耦合情況下外載荷為壓力場時聯(lián)接螺栓所受最大等效應力的校核以及模型的模態(tài)振型的校核兩種方式對所建立的筒蓋系統(tǒng)有限元模型進行校核,校核結(jié)果證明所建立的筒蓋系統(tǒng)有限元模型是合理和可行的;最后,通過選取不同范圍的泡沫鋁材料相對密度和

3、厚度作為參變量,對所建立附著泡沫鋁吸能層的筒蓋系統(tǒng)有限元模型進行分析,考察泡沫鋁對筒蓋系統(tǒng)在工作時的緩沖降載效果,最終達到了緩沖降載的目的并獲得了能夠有效降載的泡沫鋁吸能層的相對密度以及厚度的最優(yōu)選取范圍。
　　分析了另一種廣泛用于緩沖吸能裝置的結(jié)構(gòu),即薄壁管狀吸能結(jié)構(gòu)。著重分析了圓形截面和正六邊形截面的管狀吸能結(jié)構(gòu)的吸能性能,并得出圓形管狀結(jié)構(gòu)在吸能性能上優(yōu)于正六邊形管狀結(jié)構(gòu)。以圓形截面為研究對象,在吸能性能上對其尺寸參數(shù)進行了