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冲击载荷下铝蜂窝夹层板动力响应特性研究
| 论文题名： | 冲击载荷下铝蜂窝夹层板动力响应特性研究 |
| 关键词： | 船舶工程;蜂窝夹层板;动力响应特性;冲击载荷 |
| 摘要： | 蜂窝夹层结构是一种具有较高比刚度、比强度的新兴材料，在航空航天、船舶、汽车等各行各业中都有着广泛的应用。在船舶领域，蜂窝材料主要被用来制造船舶的上层建筑，从而减轻船舶的重量，提升船舶机动性。由于结构的能量吸收特性对于结构的安全性能起着关键的作用，因此，对蜂窝夹层结构的抗冲击特性的研究具有非常重要的意义。 本文以蜂窝夹层板为研究对象，对蜂窝板在受到刚性球冲击时的能量吸收特性和回弹性能进行研究和探讨。主要运用非线性显式动力有限元的方法，分别计算了在面外和面内方向的冲击下蜂窝夹层板的动力响应。具体从塑性应变情况、能量吸收以及弹性恢复系数等多个方面的响应结果进行分析，并讨论了冲击速度的影响。首先，对等质量的蜂窝夹层板和实心板在抗冲击性能上的差别进行对比验证。然后，对比了正六边形蜂窝和内凹六边形蜂窝在抗冲击性能上的差异，讨论了面外模型和面内模型对蜂窝板的抗冲击性能的影响。最后，选取一种蜂窝结构，对蜂窝壁厚长比和面板厚度进行参数研究。计算结果表明：（1）蜂窝夹层板的回弹性能随着刚性球冲击速度的增大而减小（2）当承受面内竖向冲击时，正六边形蜂窝的吸能性能优于内凹六边形蜂窝，但在回弹性能方面，内凹六边形蜂窝更加出色。当承受面外方向和面内横向冲击时，两种结构的性能差别不大。（3）通过面外模型和面内模型的对比发现，在吸能效率方面，面外模型优于面内模型；在回弹性能方面，面内模型优于面外模型。在面内模型中，面内横向的吸能效率略好于面内竖向，回弹性能则逊色于面内竖向。（4）正六边形蜂窝板在面外受冲时，吸能性能随着蜂窝壁厚长比的增大而减小，随着面板厚度的减小而增大。 |
| 作者： | 郭哲璐 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李威;张涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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