抗爆防護結(jié)構(gòu)不僅在軍事應(yīng)用領(lǐng)域至關(guān)重要,在化學(xué)、石油以及核能工業(yè)中也占有重要的地位,目前大多數(shù)的抗爆防護結(jié)構(gòu)多采用實體板結(jié)構(gòu)。但是隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,尋找一種具有輕質(zhì)、高強度和多功能一體化的材料已成為抗爆防護結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。從這種角度出發(fā),集合了超輕質(zhì)、高比強度和多功能特性的點陣夾芯結(jié)構(gòu)成為了研究熱點�，F(xiàn)有實驗研究發(fā)現(xiàn),在爆炸載荷下點陣夾芯結(jié)構(gòu)不僅擁有面板延展、芯子桿件壓縮失效和剪切失效等多種能量吸收機制,且其開放性的拓撲構(gòu)型為芯子桿件發(fā)生較大的塑性變形提供了足夠的空間,這說明點陣夾芯結(jié)構(gòu)在抗爆防護方面具有很大的優(yōu)勢。與單層點陣夾芯結(jié)構(gòu)相比,多層點陣夾芯結(jié)構(gòu)具有更好的抗爆防護效果,但是非梯度的多層點陣夾芯結(jié)構(gòu)在承受爆炸載荷時,各夾芯層的變形程度差別很大,這一點大大限制了點陣夾芯結(jié)構(gòu)的抗爆性能,為此本文設(shè)計并研究了多層梯度點陣夾芯結(jié)構(gòu)在爆炸載荷下的動態(tài)力學(xué)響應(yīng)。本文利用ABAQUS有限元分析軟件,采用CONWEP爆炸加載方式對多層梯度點陣夾芯結(jié)構(gòu)的動態(tài)力學(xué)性能進行了數(shù)值模擬。首先通過調(diào)整點陣芯子桿件橫截面邊長設(shè)計了四種三層梯度點陣夾芯結(jié)構(gòu)模型,分別為強弱相間模型、弱強相間模型、漸弱模型及漸強模型,分析了金字塔和沙漏兩種拓撲構(gòu)型的梯度點陣夾芯結(jié)構(gòu)在爆炸載荷下的后面板中心撓度峰值、芯子變形能和各層芯子的變形。研究發(fā)現(xiàn),對于多層梯度金字塔點陣夾芯結(jié)構(gòu),強弱相間模型和漸強模型的抗爆沖擊性能明顯好于非梯度模型。強弱相間模型中相對密度比為50%的構(gòu)型充分利用了前兩層芯子的變形吸能,從而對第三層芯子和后面板起到了很好的保護效果,故此種梯度模型的抗爆沖擊性能最好。多層梯度沙漏點陣夾芯結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出與金字塔點陣結(jié)構(gòu)比較相似的規(guī)律,強弱相間模型和漸強模型的抗爆沖擊性能明顯好于其他模型,強弱相間模型中和漸強模型中相對密度比為50%的構(gòu)型充分利用了前兩層芯子的變形吸能,從而對第三層芯子和后面板起到了很好的保護效果。對比金字塔點陣結(jié)構(gòu)和沙漏點陣結(jié)構(gòu),在相同爆炸載荷下,沙漏點陣結(jié)構(gòu)的抗爆性能優(yōu)于金字塔點陣結(jié)構(gòu)。對于不同爆炸載荷作用情況,由分析結(jié)果可以看出,炸藥量越大,結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)對芯子相對密度比越敏感。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.4
【部分圖文】：

第 1 章 緒論第 1 章 緒論義主義和宗教極端主義一直是威脅國際秩序和地區(qū)取的軍事行動中，軍事戰(zhàn)車常常會遭受地雷、炸彈示意圖。這些爆炸武器對戰(zhàn)車及戰(zhàn)車內(nèi)的士兵會造發(fā)展，更多先進的爆炸裝置也被應(yīng)用到反裝甲技抗爆防護提出了更高的要求，與此同時，自第二逐漸成為軍事行動能否取勝的一個重要因素，在護性能好，同時又能滿足軍事戰(zhàn)車機動性的超輕材點[1]。

漸成為軍事行動能否取勝的一個重要因素，性能好，同時又能滿足軍事戰(zhàn)車機動性的超[1]。圖 1.1 戰(zhàn)場上的裝甲車上下面板及低密度芯層組合在一起的輕質(zhì)結(jié)質(zhì)及可設(shè)計性強等特性，這種特性使得夾芯夾芯結(jié)構(gòu)主要包括泡沫夾芯結(jié)構(gòu)[2-4]、波紋板結(jié)構(gòu)，其中，泡沫、蜂窩及波紋夾芯結(jié)構(gòu)、航天、船舶及汽車等多個領(lǐng)域。

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文與其他夾芯結(jié)構(gòu)相比，點陣夾芯結(jié)構(gòu)還無法在工業(yè)上實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，這主要是由于點陣芯子的拓撲構(gòu)型相對復(fù)雜，造成制備成本較高，但是點陣夾芯結(jié)構(gòu)擁有開放性的拓撲構(gòu)型，這種特性使得點陣夾芯結(jié)構(gòu)具有廣泛的多功能性，在散熱、吸能、振動控制等領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢，而且點陣夾芯結(jié)構(gòu)的芯子可設(shè)計性強，包括四面體、金字塔及Kagome 等芯子拓撲構(gòu)型，圖 1.3 為這些點陣夾芯結(jié)構(gòu)示意圖，這些優(yōu)勢使得點陣夾芯結(jié)構(gòu)吸引了大批國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注[11.14]。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 李向榮;趙海龍;;裝甲戰(zhàn)車防護技術(shù)研究[J];四川兵工學(xué)報;2013年05期

2 ;Ultralight X-type lattice sandwich structure(I):Concept,fabrication and experimental characterization[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2009年08期

3 趙桂平;盧天健;;多孔金屬夾層板在沖擊載荷作用下的動態(tài)響應(yīng)[J];力學(xué)學(xué)報;2008年02期

本文編號：2848539