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(guò)程中承受復(fù)雜多相流瞬時(shí)沖擊作用,導(dǎo)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(lái)了一定的安全隱患。因此采用緩沖吸能裝置對(duì)其進(jìn)行降載來(lái)解決這個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題具有較大的實(shí)際意義和參考價(jià)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(yīng)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(lái)考察其對(duì)筒蓋系統(tǒng)的降載效果。首先,以泡沫鋁材料為研究對(duì)象建立了單胞泡沫鋁有限元模型,

2、并分析其動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能,得出了不同相對(duì)密度泡沫鋁在受到?jīng)_擊載荷時(shí)其應(yīng)力應(yīng)變特征曲線,結(jié)果表明與相關(guān)理論及試驗(yàn)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(guò)采用流固耦合情況下外載荷為壓力場(chǎng)時(shí)聯(lián)接螺栓所受最大等效應(yīng)力的校核以及模型的模態(tài)振型的校核兩種方式對(duì)所建立的筒蓋系統(tǒng)有限元模型進(jìn)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(guò)選取不同范圍的泡沫鋁材料相對(duì)密度和

3、厚度作為參變量,對(duì)所建立附著泡沫鋁吸能層的筒蓋系統(tǒng)有限元模型進(jìn)行分析,考察泡沫鋁對(duì)筒蓋系統(tǒng)在工作時(shí)的緩沖降載效果,最終達(dá)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(duì)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(duì)象,在吸能性能上對(duì)其尺寸參數(shù)進(jìn)行了