發(fā)布時(shí)間：2021-12-19 10:58

　　針對(duì)高過載、寬脈沖的大能量沖擊試驗(yàn)環(huán)境難以模擬的問題,以“十三五”預(yù)研項(xiàng)目為背景,選取空氣炮為沖擊試驗(yàn)方式,以蜂窩鋁為緩沖材料進(jìn)行沖擊波形數(shù)值仿真研究。分析蜂窩鋁異面力學(xué)性能,利用LS-DYNA有限元軟件建立彈丸侵徹蜂窩鋁模型,模擬侵徹波形的發(fā)生過程。理論分析侵徹過程中彈丸的侵徹阻力,比較不同侵徹速度對(duì)侵深的影響。并將有限元數(shù)值模擬結(jié)果與解析理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。通過對(duì)不同工況的模擬,比較蜂窩鋁相對(duì)密度、胞孔角度,沖擊速度和彈頭形狀對(duì)沖擊加速度波形的影響。研究發(fā)現(xiàn)相對(duì)密度、胞孔角度、沖擊速度影響加速度峰值和脈寬,彈丸形狀影響沖擊波形狀。采用全參數(shù)試驗(yàn),對(duì)比三種常用的近似模型方法,選用EBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及ASA算法與LSGRG算法相結(jié)合的組合優(yōu)化策略,對(duì)沖擊峰值及脈寬進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)�；诖�(lián)式緩沖結(jié)構(gòu),建立彈丸侵徹蜂窩鋁夾芯板動(dòng)力有限元模型,模擬夾芯板受沖擊過程。對(duì)比蜂窩蒙皮和蜂窩芯層的吸能性能,發(fā)現(xiàn)沖擊載荷隨著蒙皮厚度的增加而提高。選擇合適的蒙皮厚度,以蜂窩鋁芯密度為設(shè)計(jì)變量,提出一種基于串聯(lián)結(jié)構(gòu)的沖擊波形設(shè)計(jì)方法,通過該方法獲得了滿足容差標(biāo)準(zhǔn)的半正弦... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２蜂窩芯制造方法示意圖??國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)蜂窩結(jié)構(gòu)做了細(xì)致的分析

以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。泡沫金屬材料各方向力學(xué)性能相同，應(yīng)力平臺(tái)穩(wěn)定，緩沖效果平穩(wěn)，??然而制備出的泡沫材料與設(shè)計(jì)要求的緩沖介質(zhì)性能不可避免的出現(xiàn)差異，且難以通過試??驗(yàn)或計(jì)算對(duì)差異進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)，泡沫結(jié)構(gòu)的建模也存在一定困難。圖１．３為３種模擬??泡沫材料的微觀結(jié)構(gòu)。以Ｇｉｂｓｏｎ－Ａｓｈｂｙ模型［３５］（規(guī)則立方桿單兀）分析并模擬開孔泡??沫結(jié)構(gòu)力學(xué)性能或用Ｋｅｌｖｉｎ模型模擬閉孔泡沫結(jié)構(gòu)都無法體現(xiàn)出泡沫結(jié)構(gòu)的隨機(jī)性。??近年來，基于Ｖ〇ｒ〇ｎ〇ｉ［３７］隨機(jī)撒點(diǎn)技術(shù)的二維，三維泡沫結(jié)構(gòu)建模方式受到廣泛關(guān)注，??它能很好的體現(xiàn)泡沫結(jié)構(gòu)隨機(jī)特性。然而對(duì)于沖擊試驗(yàn)設(shè)計(jì)，此種建模方式計(jì)算周期長(zhǎng)，??更適用于材料性能研究。也有學(xué)者忽略幾何特征采用實(shí)體網(wǎng)格建模方式，通過賦予一定??的本構(gòu)模型來模擬泡沫結(jié)構(gòu)的材料特性。此方法雖然簡(jiǎn)便，但前期需要有大量的試驗(yàn)對(duì)??材料參數(shù)進(jìn)行擬合。??５??

２．１蜂窩鋁的異面力學(xué)性能??常用的六邊形商業(yè)蜂窩鋁采用展成法加工成形，稱為雙壁厚蜂窩，其蜂窩芯結(jié)構(gòu)如??圖２．１所示，ＸＩ、Ｘ２方向稱為面內(nèi)方向，Ｘ３方向稱為異面方向，蜂窩胞孔結(jié)構(gòu)可由單壁厚??邊長(zhǎng)／，雙壁厚邊長(zhǎng)壁厚Ａ雙壁厚胞孔角度０（０°?＜沒＜９０°），以及孔深＊來描??述。應(yīng)力作用于Ｘ３方向，蜂窩材料表現(xiàn)為異面性能，應(yīng)力作用于或Ｘ２方向蜂窩材料??表現(xiàn)為共面性能，通常蜂窩材料的異面承載能力大于共面承載能力。??屬??ａ）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]高g值沖擊測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 景鵬.中北大學(xué) 2009
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本文編號(hào)：3544294