【摘要】：金屬薄板-泡沫鋁-金屬薄板形成的夾芯結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的吸能特性,同時具有很高的抗彎剛度,在抗爆/抗沖擊領(lǐng)域應(yīng)用前景良好。目前,泡沫鋁夾芯板在水下爆炸載荷作用下的損傷機(jī)理研究工作尚不完善,特別是針對泡沫鋁夾芯板結(jié)構(gòu)在水下接觸爆炸載荷下的動態(tài)響應(yīng)研究非常少,因此開展其在水下爆炸載荷下的失效機(jī)理及吸能特性研究具有重要意義。本文主要研究工作如下:(1)以實體板結(jié)構(gòu)為研究對象,對其在水下爆炸載荷作用下的動態(tài)響應(yīng)開展實驗和數(shù)值模擬研究。設(shè)計了可量化衡量靶板結(jié)構(gòu)抗爆性能的水下爆炸試驗裝置,開展了6個模型實驗。根據(jù)實驗結(jié)果,甄別了不同強(qiáng)度水下爆炸載荷作用下實體板呈現(xiàn)出的變形/失效模式,分析了剩余爆炸沖擊波和結(jié)構(gòu)破片對效應(yīng)板變形的加載作用。利用有限元軟件LS-DYNA構(gòu)建數(shù)值模型,準(zhǔn)確地模擬了實體板的變形/失效模式,討論了爆距和炸藥當(dāng)量對耦合面壓力分布、結(jié)構(gòu)變形以及結(jié)構(gòu)吸能特性的影響。(2)以泡沫鋁夾芯板結(jié)構(gòu)為對象,對其在水下接觸爆炸和非接觸近場爆炸載荷下的動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行實驗研究。以環(huán)氧樹脂膠作為粘接劑加工了6個實驗?zāi)Ｐ汀８鶕?jù)實驗結(jié)果,甄別了水下爆炸載荷作用下泡沫鋁夾芯板呈現(xiàn)出的變形/失效模式,研究了面板厚度配置對其抗爆性能的影響,比較了夾芯板與實體板結(jié)構(gòu)的抗爆性能差異。(3)以泡沫鋁夾芯板結(jié)構(gòu)為對象,對其在水下爆炸載荷下的動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值研究。通過與實驗結(jié)果對比驗證了數(shù)值模型的正確性。分析了泡沫鋁夾芯板在不同載荷強(qiáng)度下的響應(yīng)過程、變形/失效模式以及能量吸收特性。討論了上面板厚度、下面板厚度以及等總面板厚度配置對泡沫鋁夾芯板變形和結(jié)構(gòu)吸能的影響。本文研究工作為深刻理解泡沫鋁夾芯板結(jié)構(gòu)在水下接觸爆炸和非接觸近場爆炸載荷作用下的失效機(jī)理和抗爆性能提供了有益的參考。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U674.70
【圖文】：

應(yīng)過程進(jìn)行實驗研究，并分析了結(jié)構(gòu)長寬比、芯層相對抗爆性能的影響。研究結(jié)果表明：夾芯板在爆炸載荷下芯板迎爆面受沖擊波載荷作用并獲取較大動能，芯層芯層在迎爆面的作用下開始壓縮變形，同時下面板保如圖 1-1 所示。根據(jù)實驗結(jié)果，作者還建立了夾芯板結(jié)。Dharmasena 等[33]對金字塔型點陣夾芯板在空中爆炸研究，探討和分析了不同面板厚度的夾芯板在多種爆距-2）。實驗結(jié)果同時指出相比等質(zhì)量實體板，夾芯板背面的支撐作用更好。Li 等人[21]對兩種特定結(jié)構(gòu)參數(shù)配置下的動態(tài)響應(yīng)與力學(xué)性能進(jìn)行實驗研究，發(fā)現(xiàn)夾層板面主要呈現(xiàn)整體塑性變形模式，局部變形較小。芯層的典部折疊變形和遠(yuǎn)離中心區(qū)域的部分折疊變形，同時伴隨

（I）不同面板厚度；（II）不同爆距圖 1-2 空中爆炸載荷下金字塔點陣夾芯板的變形與失效模式[33]對于近距離爆炸，由于爆炸沖擊波在結(jié)構(gòu)表面的反射作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面受到的超壓峰值比入射超壓高很多[35, 36]。當(dāng)爆炸沖擊波傳播到迎爆面時，迎爆面獲得一定的動量，與自由場（裝藥距離較遠(yuǎn)或裝藥質(zhì)量較�。_擊波載荷相比，迎爆面

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2715157