發(fā)布時(shí)間：2021-12-28 21:15

　　為研究鋁合金三角形波紋夾芯板對(duì)平頭彈體的抗沖擊性能及損傷特性,利用有限元軟件ABAQUS/Explicit建立彈體沖擊靶板的數(shù)值模擬模型,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型及其參數(shù)的有效性。基于數(shù)值計(jì)算結(jié)果,分析了三角形波紋夾芯板幾何結(jié)構(gòu)對(duì)其防護(hù)性能、失效模式和能量吸收的影響規(guī)律及機(jī)理,并與等面密度單層板進(jìn)行對(duì)比分析,研究結(jié)果表明,靶體幾何結(jié)構(gòu)對(duì)其抗沖擊性能存在影響,三角形波紋夾芯板抗沖擊性能低于單層板抗沖擊性能。此外,增加芯體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)夾角能顯著提高三角形波紋夾芯板的抗沖擊性能,并且靶板幾何形狀會(huì)對(duì)其失效模式及耗能特性存在影響。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)機(jī)械工程. 2020,31(09)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

三角形波紋夾芯板不同部分耗能對(duì)比

研究彈靶沖擊損傷特性主要考慮彈道極限速度和失效模式。圖6對(duì)比了平頭彈體沖擊靶體試驗(yàn)與數(shù)值模擬的速度數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)計(jì)算,單層板數(shù)值模擬與試驗(yàn)的彈道極限速度分別為151.0 m/s與144.0 m/s,兩者相差4.8%,三角形波紋板 ( θ=30° ) 數(shù)值模擬與試驗(yàn)的彈道極限速度分別為123 m/s與115.0 m/s,兩者相差6.9%�？梢园l(fā)現(xiàn),單層板及夾芯板數(shù)值模擬與試驗(yàn)的初始速度-剩余速度曲線比較吻合,并且曲線變化趨勢(shì)一致。此外,通過(guò)沖擊試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),單層板彈道極限速度比三角形波紋板彈道極限速度提高22.7%,而數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),單層板彈道極限速度比三角形波紋板彈道極限速度提高25.2%,兩者之間接近,這也說(shuō)明了采用合適的數(shù)值模擬模型及參數(shù)可以有效地分析靶體結(jié)構(gòu)對(duì)其抗沖擊特性的影響。

數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)分析的彈靶材料和結(jié)構(gòu)相同,初始撞擊條件也相同�；谟邢拊浖嗀BAQUS/Explicit建立平頭彈體沖擊靶板模型,通過(guò)FORTRAN語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),編制VUMAT子程序嵌入運(yùn)算程序中。彈體直徑為12.62 mm,長(zhǎng)度為37.8 mm,名義質(zhì)量為34 g,其外形尺寸如圖1所示。三角形波紋夾芯板的幾何外形及尺寸如圖2和表3所示,其中Tt為正面板(迎彈面)厚度,Tc為芯體厚度,Tb為背面板(背彈面)厚度,Hc為芯體高度,θ為芯體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)夾角。三角形波紋夾芯板與單層板的面密度均為16.62 kg/m2。彈體沖擊靶體初始位置在節(jié)點(diǎn)處,如圖3所示。圖2 靶板結(jié)構(gòu)尺寸

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]梯度波紋夾層防護(hù)結(jié)構(gòu)超高速碰撞特性仿真研究[J]. 鄧澤華,郭銳,周昊,唐生勇.  航天器環(huán)境工程. 2018(01)
[2]填充式波紋夾層結(jié)構(gòu)超高速撞擊特性仿真[J]. 周昊,郭銳,南博華,劉榮忠.  國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]水下沖擊載荷下波紋夾層結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性分析[J]. 任鵬,田阿利,張偉.  振動(dòng)與沖擊. 2016(23)
[4]2A12鋁合金本構(gòu)關(guān)系和失效模型[J]. 張偉,魏剛,肖新科.  兵工學(xué)報(bào). 2013(03)



本文編號(hào)：3554740