鸟体撞击蜂窝夹层板的动力响应分析研究

用数值模拟方法研究了蜂窝夹层板在鸟撞速度为80 m/s和120 m/s冲击速度下的动态响应、能量吸收特性以及冲击能量耗散途径和规律。研究表明:金属蜂窝夹层板在80~120 m/s冲击速度下能够较好地吸收鸟体撞击产生的冲击能量;能量吸收的主要机制为夹芯的逐步压溃、撕裂,面板的弯曲和拉伸变形。对蜂窝夹层板能量吸收起主要作用的是上面板,例如:当鸟体以80 m/s的速度撞击蜂窝结构,上面板吸收的能量占蜂窝板吸收能量的60%.在质量不变的前提下,改进了冲击速度为120m/s的夹层板结构,改进后的模型比原模型有更好的吸能防护效果。     

蜂窝夹层板超高速撞击SPH仿真初探

提出了对蜂窝芯层进行SPH离散化的平移阵列法,可形成蜂窝芯层的SPH几何模型数据.采用LS-DYNA软件的SPH功能,对蜂窝夹层板超高速撞击过程进行了仿真研究.仿真结果显示,蜂窝芯层限制了碎片云的径向飞散,改变了碎片云的形态.     

蜂窝夹层板结构抗冲击正交试验优化设计

金属基蜂窝夹层板具有优越的性能,如比强度高、绝缘性、耐撞性、设计多样性等,在航空、航天、汽车、船舶等领域的应用研究引起国内外学者的重视,各国海军开展了大量的研究工作。基于舰船底部板架进行了蜂窝式夹层板概念设计,分析并提出了抵抗水下冲击波载荷的综合防护指标,并对三棱柱、四棱柱蜂窝夹层板结构进行正交试验优化分析及验证。研究表明,正交试验设计能有效的解决蜂窝式夹层板优化问题,试验指标是决定防护性能优化结果的关键因素,正交试验设计结论可用于指导舰船防护结构设计。     

特殊内凹形蜂窝结构等效扭转刚度研究

为了进一步研究内凹形蜂窝结构中的等效扭转刚度,针对一种特殊的内凹形蜂窝结构,将其简化为正交异性薄板,分别计算均布扭矩作用下等效薄板的变形能及蜂窝胞元各胞壁变形能之和：利用能量等效原理推导该蜂窝结构等效扭转刚度的理论公式。结果显示,胞壁夹角变化对蜂窝结构扭转刚度的影响明显,且随着胞壁厚度的增大,蜂窝结构扭转刚度有明显提升,最后建立蜂窝结构的有限元模型进行数值分析,并利用数值结果反推了蜂窝结构的扭转刚度,其与理论结果的误差在3%左右,验证了理论分析方法的正确性。     

舰舷结构与均质靶板的等效方法研究

用三维有限元程序作弹头撞击实际舰舷结构和等厚度均质靶板两方面诸多工况的计算结果为基础 ,分析弹速 V0 、弹着角θ、均质靶板的厚度 h或作用于舰舷不同结构区域上的弹着点等参数诸多因素对弹头穿靶能力的影响 ,根据弹道极限速度相同 ,或者相同弹头初始速度下的剩余速度相同 ,通过数值拟合 ,建立舰舷结构和均质靶板抗穿甲能力的等效关系     

不等厚表板夹层板问题

给出不等厚表板杜庆华型夹层板nрусаков-正则形式全场方程及广义变分原理。     

不等厚度表板夹层板的问题

给出不等厚表板Пpycakob－杜庆华型夹层板正则形式全场方程及广义变分原理。     

爆炸载荷下蜂窝夹层复合结构吸能特性研究

蜂窝结构具有良好的吸能特性。将蜂窝结构作为夹层,研究复合靶板在爆炸载荷下的变形以及能量吸收特性。采用数值模拟方法对比分析了在相同爆炸载荷下蜂窝横向放置、纵向放置以及在这两种蜂窝内填充橡胶等四种不同夹层结构的复合靶板的变形以及吸能特性。结果发现:不同蜂窝夹层复合靶板变形以及吸能特性各不相同。蜂窝纵向放置时复合靶板各部分变形显著、吸能比例较为平均,而横向放置时复合靶板主要以面板的大变形来吸收能量。在蜂窝内填充橡胶会影响蜂窝以及复合靶板的吸能能力。填充橡胶的横向放置的蜂窝复合靶板吸能能力最好且具有较小的变形。     

蜂窝板振动的主动控制实验研究

首先利用有限元分析软件ANSYS对蜂窝板进行了有限元分析,计算出了蜂窝板结构的动力学特性参数,并对蜂窝板进行了试验模态分析,计算结果和试验结果基本一致.在此基础上,根据蜂窝板的振型设计出压电作动器的最佳安装位置,对蜂窝板进行了压电智能结构振动的主动控制试验研究,得到了较好的振动抑制效果.这些结果为蜂窝板的设计和实现主动振动控制提供了重要参考依据.     

基于抗冲击波响应的新型蜂窝夹层结构多目标优化设计

为提高某军用车辆底部防护结构对爆炸冲击波的防护性能,针对其V型底部结构,提出了一种新型蜂窝夹层结构.以降低质量、受冲击载荷后的变形挠度、加速度、增加铝蜂窝材料吸能为目标响应,设置结构中各部件的厚度、几何形状为设计变量建立多目标优化模型.结合实验设计和方差分析方法对设计变量进行参数筛选并建立优化模型的响应面;通过多目标遗传算法对响应面进行求解,得到了该优化问题的Pareto解集,从而指导该车辆底部结构改进设计;在Pareto解集的基础上使用标准边界交叉法和L2准则得到了一个理想解.仿真结果表明,优化后的新型蜂窝夹层结构较V型底部结构而言,其防护性能有明显改善,并且能大大提高防护车辆的离地间隙,这对抗爆炸结构的工程设计具有一定指导意义,且具有很大的实用价值.     

冰粒超高速撞击蜂窝夹层板二次碎片云分布特性分析

为了获得冰粒超高速撞击蜂窝夹芯结构后二次碎片云的轴向分布特性,运用AUTODYN软件进行超高速撞击数值模拟,分析弹丸直径和初速对二次碎片云速度、质量、动能的影响规律。结果表明:二次碎片云的轴向尺寸和径向尺寸与撞击初速和冰粒直径呈线性关系,基于量纲分析得到了碎片云长度和直径的经验计算公式; 碎片云的速度随轴向位置近似线性增加,但冰粒直径对二次碎片云轴向速度分布的影响更显著; 初速低于6 km/s时,大质量碎片分布在碎片云头部区域,初速高于6 km/s时,大质量碎片分布在碎片云中部位置,撞击初速恒定时,较大质量碎片分布在碎片云头部位置,且分布规律受冰粒直径的影响较小; 碎片云动能与质量具有相似的轴向分布规律。     

金属蜂窝胶接结构耦合传热分析

对金属蜂窝胶接结构进行传热研究,考虑蜂窝结构热传导和热辐射的耦合作用,建立两种热分析模型,模拟蜂窝结构内部传热机理.通过两种模型计算结果的对比分析,总结出蜂窝结构传热模型建模规则,计算胶接金属蜂窝结构的等效热传导系数.分析表明,当高宽比不大时,蜂窝晶胞壁的辐射是不容忽略的,胶粘层使得蜂窝夹层结构的隔热性能增强.     

蜂窝结构炸药及其应用

为了解决现行爆炸复合装药方式落后及炸药爆炸能量利用率极低的问题,使用了一种保证装药质量的蜂窝结构炸药,并将该蜂窝结构炸药应用于一次起爆可复合两块复合板的双面爆炸复合技术,由于受到蜂窝材料和双面复板的多向约束,使炸药的临界厚度显著降低,乳化炸药在5 mm厚时,仍可以稳定爆轰。成功地进行了以5 mm厚的蜂窝结构炸药用于2 mm厚的45#钢板和16 mm厚的Q235钢板双面爆炸复合可行性试验。结果表明,与现行的单面爆炸复合相比,在复合相同数量复合板的情况下,炸药的使用量节省了83%,炸药的能量利用率显著提高。试验前,对爆炸复合窗口及复板的碰撞速度进行了计算,得到了复板碰撞速度的上下限(192 m·s-1vp983 m·s-1)及两组实验中复板的碰撞速度1089,863 m·s-1,计算与试验结果一致性较好。     

雷达防弹天线罩夹芯结构设计与性能研究

针对反辐射武器对雷达构成的威胁,设计了一种既能够直接防御反辐射武器近炸毁伤,又能保持优异透波性能的防弹天线罩夹芯板块结构。对不同厚度的超高分子量聚乙烯(UHM-WPE)层合板进行弹道侵彻实验,确定将UHMWPE层合板作为夹芯结构的防弹层。通过电磁性能优化的方法确定夹芯结构的结构参数,并对其电磁性能进行了理论分析。弹道实验和电磁性能测试结果表明,该夹芯结构能够防御某型反辐射导弹在15 m处爆炸产生的破片冲击,并且在S波段的平均透波率(功率传输系数)不低于97.8%,平均值达到了98.6%。理论计算结果和实验结果表明文中提出的防弹天线罩夹芯结构设计方法是有效的。     

“三明治”装甲结构的夹层材料效应研究

为研究"三明治"结构中的夹层材料效应对被动反应装甲设计的重要意义,文中采用试验研究和数值模拟相结合的方法,对比研究了多种材料夹层结构的抗弹机理和性能。结果表明,利用夹层材料在冲击作用下的体积膨胀和不规则变形对弹体形成侧向干扰,使弹体产生偏航是提高夹层结构抗弹能力的重要机制。新型材料超高分子量聚乙烯纤维板(UFRP)作夹层时,结构抗弹效果最好。     

基于断裂力学的陶瓷构件设计

文中针对某陶瓷材质的结构件,提出一种基于断裂力学的设计准则.首先,采用大型有限元商用软件ANSYS对其受热和结构载荷联合作用下进行仿真模拟,计算得出应力极值大小及分布情况;接着,针对陶瓷材料硬而脆的特性,采用特殊的基于断裂力学的强度理论对其强度进行评价,计算出该构件在使用过程中所允许的临界裂纹尺寸,用于指导实际生产及使用过程中的检则评估.     

爆炸冲击波和破片联合作用下玻璃纤维夹芯复合结构毁伤特性实验研究

为研究爆炸冲击波和破片联合作用下复合夹芯结构的防护能力和毁伤机理,采用TNT和预制破片开展了冲击波和破片联合作用下玻璃纤维夹芯结构的联合毁伤实验。研究玻璃纤维复合夹芯结构的毁伤特性,将其防护能力与芳纶、高强聚乙烯复合夹芯结构进行了量化对比,并分析了冲击波和破片联合作用下复合夹芯结构前面板、芯层、后面板的破坏模式及相应破坏机理。结果表明：选用复合夹芯结构抗冲击波和破片联合毁伤时,同等防护能力所需E玻璃纤维芯层重量分别为芳纶芯层、高强聚乙烯芯层的1.37倍、2.50倍;前面板破坏模式主要由冲击波载荷、破片载荷、芯层约束3方面因素共同决定;破片载荷对芯层破坏模式起主要作用,后面板破坏模式与芯层碰撞、破片载荷两方面因素有关,其中冲击波载荷和芯层碰撞为面载荷,使前后面板产生整体弯曲变形,破片载荷为点载荷,使面板和芯层产生局部的穿甲破孔,芯层约束限制了前面板变形空间。