發(fā)布時間：2021-08-25 15:50

　　泡沫金屬具有優(yōu)異的比強度和比剛度,良好的緩沖吸能特性以及豐富多變的胞元尺寸和胞元微結(jié)構(gòu)等優(yōu)點,可以滿足某些極端服務環(huán)境下的多功能需求,在國防工程、航天航空、高速運載等高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。已有研究表明,對泡沫金屬進行梯度化設(shè)計可以有效緩解界面之間的剪應力從而降低結(jié)構(gòu)的損傷破壞程度,提高其抗沖擊能力。泡沫金屬的梯度化設(shè)計方式可分為連續(xù)梯度和分層梯度兩種,其中連續(xù)梯度分布能有效避免其阻抗不匹配,同時保證結(jié)構(gòu)整體性能,從而提高了結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能。因此,梯度泡沫金屬引起了學術(shù)界和工程界的廣泛關(guān)注,并已取得了一定的研究成果,但關(guān)于強動載荷下梯度泡沫金屬力學行為的研究還有待進一步完善。論文以梯度泡沫金屬為研究對象,基于3D-Voronoi技術(shù)構(gòu)建了梯度泡沫金屬的細觀有限元模型,采用Lagrangian分析法和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了梯度泡沫金屬在高速沖擊下的力學響應和能量吸收。具體研究內(nèi)容與結(jié)論如下:（1）構(gòu)建了泡沫金屬的細觀有限元模型并進行了Taylor數(shù)值實驗。提出了一種通過改變局部胞元數(shù)量來控制局部相對密度的方法,結(jié)合3D-Voronoi技術(shù)構(gòu)建了5種密度梯度泡沫金屬的細觀有限... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 泡沫金屬研究現(xiàn)狀
        1.2.1 泡沫金屬的靜態(tài)力學行為
        1.2.2 泡沫金屬的動態(tài)力學行為
        1.2.3 泡沫金屬的沖擊波模型
    1.3 Lagrangian分析法研究現(xiàn)狀
    1.4 梯度泡沫金屬研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究目的和主要內(nèi)容
第二章 Lagrangian分析法的基本理論
    2.1 引言
    2.2 基于路徑線法的“1sV+nV”Lagrangian分析法
    2.3 基于路徑線法的“nV+T0”Lagrangian分析法
    2.4 不基于路徑線法的“1sV+nV”Lagrangian分析法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 三維連續(xù)梯度泡沫隨機模型
    3.1 引言
    3.2 3D-Voronoi技術(shù)
    3.3 連續(xù)梯度模型布點方法
    3.4 模型參數(shù)及驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 梯度泡沫金屬沖擊特性
    4.1 引言
    4.2 材料參數(shù)及數(shù)值實驗
    4.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
        4.3.1 質(zhì)點速度時程曲線
        4.3.2 局部應變時程曲線
        4.3.3 局部應力時程曲線
        4.3.4 波前應力和波后應力
        4.3.5 局部動態(tài)應力-應變曲線
        4.3.6 能量吸收
    4.4 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與工作展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]泡沫鋁復合零件在汽車輕量化中的應用[J]. 王剛,貢澤飛,李賀,魏元生.  熱加工工藝. 2015(08)
[2]On the energy conservation and critical velocities for the propagation of a "steady-shock" wave in a bar made of cellular material[J]. Li-Li Wang,Li-Ming Yang,Yuan-Yuan Ding.  Acta Mechanica Sinica. 2013(03)
[3]Crashworthiness design of density-graded cellular metals[J]. Xiaokai Wang,Zhijun Zheng,Jilin Yu.  Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2013(03)
[4]高架公路新型泡沫鋁隔音屏的研究[J]. 楊國俊,李威,張文帥.  公路交通科技. 2011(01)
[5]泡沫材料的應變率效應[J]. 胡時勝,王悟,潘藝,周璟.  爆炸與沖擊. 2003(01)
[6]金屬泡沫材料的生產(chǎn)方法和研究現(xiàn)狀[J]. 徐光.  武漢冶金科技大學學報. 1998(04)
[7]拉格朗日反分析方法誤差分析[J]. 柴華友,唐志平.  爆炸與沖擊. 1994(04)
[8]曲面擬合在拉格朗日反分析方法中應用的探討[J]. 柴華友,唐志平.  爆炸與沖擊. 1992(03)
[9]拉格朗日分析在一維桿波研究中的應用[J]. 柴華友,唐志平.  中國科學技術(shù)大學學報. 1991(03)
[10]對一組有機玻璃粒子速度測量波形的拉格朗日分析[J]. 李孝蘭.  爆炸與沖擊. 1985(04)

博士論文
[1]沖擊載荷下梯度多孔金屬力學行為研究[D]. 張建軍.太原理工大學 2016
[2]混凝土類材料沖擊本構(gòu)特性的SHPB技術(shù)及Lagrange反解法的研究[D]. 朱玨.中國科學技術(shù)大學 2006



本文編號：3362409