典型金屬夾芯夾層楔形體板入水砰擊力學(xué)特性分析.pdf

1、輕質(zhì)金屬夾芯夾層結(jié)構(gòu)具有抗爆炸、抗彈道沖擊、隔音、隔熱等優(yōu)良特性,在船舶與海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越受到世界各國的廣泛重視,而其在砰擊載荷作用下的力學(xué)特性罕有研究報道。本文選取了I型和V型兩種典型的金屬夾芯夾層楔形體板為研究對象,采用數(shù)值仿真方法,對其入水砰擊載荷與響應(yīng)等力學(xué)特性問題進行研究。
　　首先對采用有限元數(shù)值方法分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)砰擊問題涉及的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究,確定了數(shù)值分析中需要重點關(guān)注的耦合剛度和網(wǎng)格尺寸的優(yōu)選方法。研究

2、了二維楔形體的入水砰擊響應(yīng),揭示了結(jié)構(gòu)彈性對楔形體入水砰擊壓力的影響,采用ANSYS/LS-DYNA仿真模擬已有的楔形體結(jié)構(gòu)入水砰擊試驗,將計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比,證實了文中仿真計算方法的正確性。
　　然后,采用數(shù)值仿真方法分別研究了I型、V型兩種夾芯形式的金屬夾層結(jié)構(gòu)的入水砰擊響應(yīng)問題,得到一些有意義的結(jié)論:(a)等質(zhì)量的I型夾層板、V型夾層板、加筋板的砰擊壓力分布曲線均不一樣,而板受到的整體砰擊力基本一致。(b)I型夾層板和V

3、型夾層板的上面板變形均小于加筋板的變形,入水過程中,I型夾層板和V型夾層板的下面板(觸水面板)上會產(chǎn)生局部波狀變形。(c)I型夾層板、V型夾層板下面板的中心點處的砰擊壓力峰值與入水速度的平方呈近似線性關(guān)系,板的變形隨入水速度的增大而增大。(d)夾層板的結(jié)構(gòu)尺寸:面板厚度、夾芯壁厚度、芯層高度對夾層板的入水砰擊壓力及變形響應(yīng)都有不同程度的影響。
　　最后,研究了典型金屬夾芯夾層楔形體板入水砰擊下的失效機理,得到夾層板入水砰擊作用下主