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多层梯度点阵夹芯结构抗水下爆炸性能研究
| 论文题名： | 多层梯度点阵夹芯结构抗水下爆炸性能研究 |
| 关键词： | 多层点阵夹芯结构;梯度夹芯;水下爆炸;数值模拟;ABAQUS仿真 |
| 摘要： | 轻质点阵夹芯结构具有高比刚度和高比强度的特点，在水下爆炸冲击加载作用下，具有优异的缓冲和抗冲击吸能特性。通过对多层点阵夹芯结构芯子的梯度设计，可以更充分发挥结构在水下爆炸载荷下的吸能效果。本文采用实验和数值仿真相结合的方法，对分层密度梯度金字塔点阵夹芯板的抗水下爆炸性能进行了分析。 首先，设计并制备了多层不锈钢金字塔点阵夹芯结构试验件，通过改变点阵芯杆横截面尺寸实现各芯层密度梯度变化。通过搭建的水下爆炸实验水罐对试验件进行了水下爆炸试验，利用200克TNT炸药近水面爆炸产生水下爆炸冲击波。通过动态测试装置测试夹芯结构背爆面的传递载荷。对比分析了多层均质点阵夹芯结构和密度梯度点阵夹芯结构在水下爆炸载荷下的载荷传递和变形模式。 其次，利用ABAQUS仿真分析软件模拟分析了钢质多层点阵夹芯结构在水下爆炸下的载荷传递特性。将仿真得到的结构背爆面传递载荷与实验测得结果进行了对比。系统研究了结构的能量吸收和芯层变形特性。讨论了结构对结构抗水下爆炸性能的影响。 最后，利用ABAQUS仿真分析软件对边界夹支的梯度点阵夹芯结构抗水下爆炸性能进行了仿真分析。用无反射边界条件模拟无限水域条件下爆炸冲击波作用。以背板峰值挠度、背板边缘支撑力以及能量吸收作为抗爆性能评价指标，进行了结构抗爆性能分析。讨论了梯度点阵夹芯结构梯度比、面/背板厚度比、炸药量对结构抗水下爆炸性能的影响规律。本文所得结果可以为轻量化结构设计和工程应用提供理论参考。 |
| 作者： | 张泽旭 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 杨丽红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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