泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)具有質(zhì)輕、高比強度、高比剛度及良好的抗沖擊性能,在航空航天、艦船制造和防護工程等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前,國內(nèi)外對于以復(fù)合材料為面板的泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的研究相對較少,且大多集中在準靜態(tài)力學(xué)性能方面。本文以CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)為研究對象,采用實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究其在沖擊載荷作用下的失效模式和抗彈性能,具體研究內(nèi)容及取得的研究成果如下:(1)利用一級輕氣炮加載柱狀平頭彈對CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)進行彈道沖擊實驗,沖擊速度在100～300m/s之間,得到了該夾芯結(jié)構(gòu)的失效模式。在靶板被完全貫穿的情況下,前面板發(fā)生剪切破壞,被剪切下一個圓形薄片,泡沫鋁芯層發(fā)生剪切穿孔,并且形成了大量的泡沫鋁碎片,后面板背彈面出現(xiàn)“十字”花瓣形穿孔破壞。與單獨的泡沫鋁相比,CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的抗平頭彈沖擊性能得到明顯提高。利用PVDF壓電傳感器得到了沖擊過程中的壓力時程,結(jié)果表明,泡沫鋁芯層對沖擊載荷有較強的衰減作用。(2)利用ABAQUS/Explicit軟件對CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能進行數(shù)值模擬,研究不同初速、不同彈丸形狀及不同著角(彈道方向與靶板法向間的夾角...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 碳纖維增強復(fù)合材料抗沖擊行為研究
        1.2.2 泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的研究
        1.2.3 CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的研究
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗系統(tǒng)的構(gòu)建
    2.1 實驗加載系統(tǒng)
        2.1.1 彈丸加載系統(tǒng)
        2.1.2 速度測量系統(tǒng)
        2.1.3 沖擊壓力測量系統(tǒng)
    2.2 彈丸及CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)
    2.3 實驗基本參數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的沖擊實驗
    3.1 泡沫鋁的準靜態(tài)壓縮及沖擊實驗
        3.1.1 泡沫鋁的準靜態(tài)壓縮實驗
        3.1.2 泡沫鋁的沖擊實驗
    3.2 夾芯結(jié)構(gòu)的沖擊實驗
        3.2.1 夾芯結(jié)構(gòu)的破壞分析
        3.2.2 夾芯結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能
        3.2.3 彈丸沖擊夾芯結(jié)構(gòu)的典型物理過程
        3.2.4 夾芯結(jié)構(gòu)對沖擊波的衰減作用
    3.3 本章小結(jié)
第4章 夾芯結(jié)構(gòu)有限元模型的建立及實驗驗證
    4.1 CFRP面板抗沖擊有限元模型
        4.1.1 CFRP幾何模型的建立
        4.1.2 CFRP單層彈性本構(gòu)關(guān)系
        4.1.3 Hashin失效準則
        4.1.4 CFRP有限元模型的建立
        4.1.5 CFRP有限元模型的實驗驗證
    4.2 泡沫鋁的抗沖擊有限元模型
        4.2.1 閉孔泡沫鋁的幾何模型
        4.2.2 泡沫鋁的材料模型及損傷準則
        4.2.3 泡沫鋁有限元模型的建立
        4.2.4 泡沫鋁有限元模型的實驗驗證
    4.3 CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的抗沖擊有限元模型
        4.3.1 夾芯結(jié)構(gòu)有限元模型的創(chuàng)建
        4.3.2 夾芯結(jié)構(gòu)有限元模型的實驗驗證
    4.4 本章小結(jié)
第5章 CFRP/泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)抗沖擊性能數(shù)值模擬
    5.1 典型算例結(jié)果分析
        5.1.1 夾芯結(jié)構(gòu)沖擊變形過程
        5.1.2 夾芯結(jié)構(gòu)各部分的應(yīng)力云圖
    5.2 初速對抗沖擊性能的影響
        5.2.1 夾芯結(jié)構(gòu)的最小穿透速度
        5.2.2 夾芯結(jié)構(gòu)的抗彈性能
    5.3 彈丸形狀對抗沖擊性能的影響
    5.4 著角對抗沖擊性能的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果
致謝



本文編號：4053561