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(lái)越受到世界各國(guó)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(bào)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(duì)象,采用數(shù)值仿真方法,對(duì)其入水砰擊載荷與響應(yīng)等力學(xué)特性問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　首先對(duì)采用有限元數(shù)值方法分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)砰擊問(wèn)題涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,確定了數(shù)值分析中需要重點(diǎn)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(duì)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(yàn),將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,證實(shí)了文中仿真計(jì)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(wèn)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(guò)程中,I型夾層板和V型夾層板的下面板(觸水面板)上會(huì)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(diǎn)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(duì)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(jī)理,得到夾層板入水砰擊作用下主