波紋夾芯夾層板入水砰擊力學特性研究.pdf

1、夾層結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、高比強度、抗失穩(wěn)能力強、耐疲勞、吸音和隔熱等優(yōu)點，目前已廣泛應用于航空航天、船舶等領(lǐng)域。本文以V型波紋夾芯夾層板、I型波紋夾芯夾層板及I型夾芯雜交夾層板為研究對象，運用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA，對其在入水砰擊過程中受到的砰擊壓力載荷與響應特性進行詳細的分析研究。
　　本文首先對V型波紋夾芯夾層板在不同入水速度下（1m/s-6m/s）的流-固耦合非線性動力學行為進行分析。建立了氣-液-固三相耦合數(shù)值模

2、型，通過顯式動力求解，獲得了V型波紋夾芯夾層板砰擊壓力的分布特點及結(jié)構(gòu)變形特征，并與同等質(zhì)量加筋板的砰擊響應進行了對比，并分析了主要設(shè)計參數(shù)對其砰擊響應的影響。研究結(jié)果表明：V型波紋夾層板觸水面板中心點處的砰擊壓力峰值與入水速度呈近似線性關(guān)系，觸水面板的變形隨入水速度的增大而增大；V型波紋夾芯夾層板較同等質(zhì)量的加筋板表現(xiàn)出更好的抗砰擊性能；觸水面板厚度、芯層厚度的增加在一定范圍內(nèi)可以有效提高V型波紋夾芯夾層板的抗砰擊性能。
　　然

3、后，采用相同的數(shù)值仿真方法研究了I型波紋夾芯夾層板的入水砰擊響應問題，研究結(jié)果表明： I型夾層板觸水面板的中心點處的砰擊壓力峰值與入水速度呈近似線性關(guān)系，板的變形隨入水速度的增大而增大；I型夾層板相對于等質(zhì)量的加筋板有較小的整體變形，但觸水面板所受平均壓力與典型位置的砰擊壓力較加筋板大；芯層厚度較小時，I型波紋夾層板在砰擊入水過程中芯層會發(fā)生屈曲失效；夾層板的面板厚度、夾芯厚度等對夾層板的入水砰擊壓力及變形響應都有一定的影響。
　

4、　最后，研究了含有填充物的I型夾芯雜交夾層板的有限元建模方法及其入水砰擊下的壓力載荷與變形響應。研究中選取密度比為0.15的泡沫鋁為填充物材料，通過詳細分析計算獲得I型夾芯雜交夾層板的砰擊壓力分布與結(jié)構(gòu)砰擊變形特征。研究結(jié)果表明：與相應尺寸的I型波紋夾芯夾層板相比，I型波紋夾芯雜交夾層結(jié)構(gòu)受到的平均砰擊壓力較大，典型部位的砰擊壓力（觸水面中心點）相對較大；而局部變形遠遠小于相應尺寸的I型波紋夾芯夾層板。
　　本文研究工作為深入理解