收藏本站
《太原理工大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

冲击和准静态载荷下固支夹芯浅拱的力学行为

谢青海  
【摘要】:泡沫金属夹芯结构由上下两层金属面板和超轻泡沫金属芯层粘合而成。由于其独特的多功能复合特性(如高比刚度、比强度,隔音及保温隔热,阻尼减震,优越的抗冲击性能等),使其具有广泛的应用前景,例如可以设计出兼具高强度和良好能量吸收性能的超轻结构。因此,近年来泡沫金属夹芯结构广泛应用于航空航天飞行器、高速轨道车辆、汽车、舰船等高科技领域。 本文主要研究冲击和准静态载荷下夹芯浅拱的变形/失效模式,能量耗散机制及结构响应。实验用夹芯拱由铝合金面板和泡沫铝芯层构成。 实验研究了泡沫铝子弹冲击载荷作用下固支夹芯拱的动态响应。使用激光位移传感器记录了夹芯拱后面中心的位移历史,并用后面板永久位移和芯层压缩应变来衡量夹芯拱的抗冲击能力。首先,对夹芯拱的变形和失效模式进行了系统的分类和分析;其次,详细分析了冲击载荷作用下夹芯拱的结构响应和变形机理;最后,深入研究了子弹冲量、面板厚度、芯层厚度和曲率半径对其抗冲击性能的影响。 使用LS-DYNA有限元软件对夹芯拱的动力响应进行了数值模拟计算。通过比较变形模态、位移历史、永久位移和芯层压缩应变的计算结果与实验结果,验证了有限元模型的合理性和可靠性,并进一步对有限元计算结果进行了详细的分析与讨论。研究结果表明:可以通过增加面板厚度、芯层厚度和适当调整曲率有效控制后面板的永久位移,提高夹芯拱的抗冲击能力。一个近似的质量最优化研究被提出,优化设计通过无量纲参数来确定。通过研究泡沫子弹作用于结构上的压力时程曲线和冲量,验证了使用泡沫铝子弹冲击加载是一种实验室环境研究结构抗冲击动态响应的安全、有效方法。 通过实验和理论两方面研究了准静态载荷下夹芯拱的结构响应和塑性坍塌模式。实验结果显示,在准静态载荷下夹芯拱主要通过面板屈服、芯层剪切和压入失效三种模式发生塑性坍塌,并且对塑形坍塌机理进行了分析。建立了简化的理论分析模型,得到了夹芯拱弹性刚度和初始坍塌强度的分析方程,并且与实验结果有很好的吻合。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB383.4

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 谢青海;王志华;赵隆茂;;泡沫铝夹芯拱塑性动力响应的实验研究[J];兵工学报;2011年05期
2 李庆明,赵隆茂;固支浅圆拱受子弹撞击的实验研究[J];爆炸与冲击;1991年03期
3 王志华;曹晓卿;马宏伟;赵隆茂;杨桂通;;泡沫铝合金动态力学性能实验研究[J];爆炸与冲击;2006年01期
4 张旭红;王志华;赵隆茂;;爆炸载荷作用下铝蜂窝夹芯板的动力响应[J];爆炸与冲击;2009年04期
5 宋延泽;王志华;赵隆茂;赵勇刚;;撞击载荷下泡沫铝夹层板的动力响应[J];爆炸与冲击;2010年03期
6 敬霖;王志华;赵隆茂;阎庆荣;;撞击载荷下泡沫铝夹芯梁的塑性动力响应[J];爆炸与冲击;2010年06期
7 卢天健;何德坪;陈常青;赵长颖;方岱宁;王晓林;;超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[J];力学进展;2006年04期
8 赵隆茂;结构动力响应分析中接触—碰撞界面算法研究[J];太原理工大学学报;2001年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋延泽;泡沫铝子弹撞击下多孔金属夹芯板的塑性动力响应研究[D];太原理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅光耀;王浩;;薄钢铺板对平台主梁变形影响的试验研究和分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
2 常玉珍;吴敏哲;;组合肋壳几何非线性分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
3 王青;徐港;;剪力墙结构弹塑性分析的QR法Ⅱ——计算格式、程序及算例[J];四川建筑科学研究;2006年06期
4 王开强;孙飞飞;胡大柱;;多弹簧梁柱单元在空间钢框架非线性分析中的应用[J];四川建筑科学研究;2007年06期
5 王江;周晖;宋雪峰;;变截面工形柱平面内弹塑性极限承载力研究[J];四川建筑科学研究;2008年01期
6 高轩能;李琨;;变截面门式刚架地震反应研究进展[J];四川建筑科学研究;2008年03期
7 肖烨;陈剑毅;易萍华;;自由度匹配技术在框架结构损伤识别中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2011年02期
8 方开敏;张宜辉;;基于VB.NET连续梁设计计算程序开发研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年05期
9 阎晓铭;胡守营;王传甲;;深圳某超高层公寓楼结构动力性能研究[J];安徽建筑;2011年04期
10 蒋超;;有限元加筋实体单元求解预应力混凝土梁自振频率方法[J];安徽建筑;2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宫建国;陶钧;曾胜;金涛;;地基平面沉降下的大型石油储罐模态分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 张应迁;石艳;唐克伦;刘明;;外压容器临界载荷特性研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 刘颖;孙修展;;二维周期性梯度多孔材料中应力波的传播特性[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
4 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
5 李同春;朱寿峰;赵兰浩;胡继刚;;考虑坝体与坝肩动力相互作用的坝肩稳定动接触降强算法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
6 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
7 纪军;王安华;任增金;;圆沉箱内隔墙的设置方式[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
8 王彬;;基于APDL的大口径反射镜优化设计[A];第二十四届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2011年
9 周清华;杜留法;杨雄辉;;减摇鳍加强结构CAD/CAE一体化的若干关键技术探讨[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
10 樊征兵;何欢;陈国平;;不确定结构的模态和动响应分析[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红哲;车身概念设计智能CAE关键技术的研究[D];长春理工大学;2010年
2 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
3 毛海涛;无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算方法和防渗措施的研究[D];新疆农业大学;2010年
4 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
5 许兰贵;变壁厚大锥度薄壁铝罐成形关键技术的研究[D];华南理工大学;2010年
6 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
7 李媛萍;非线性粘弹性结构的动态行为及大跨空间网壳的减震控制研究[D];暨南大学;2010年
8 张新春;多胞金属材料的动力学特性及微结构设计[D];北京交通大学;2011年
9 卢兆刚;基于混合FE-SEA方法的汽车薄壁件中频声学特性预测及优化研究[D];浙江大学;2011年
10 王晓鹏;先进三维集成电路(3D-IC)中硅通孔(TSV)和氮化镓(GaN)场效应管中的电—热—力特性研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
3 丁晓;泡沫铝复合结构声学性能分析与实验研究[D];山东科技大学;2010年
4 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
5 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
6 王志宽;大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D];郑州大学;2010年
7 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
8 张彩香;发射筒口分瓣式隔水膜刚度强度分析[D];郑州大学;2010年
9 苗军伟;注塑成型和模具结构一体化分析[D];郑州大学;2010年
10 胡志超;箱型钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢子兴,郭宇;金属泡沫材料力学行为的研究概述[J];北京航空航天大学学报;2003年11期
2 程小全,寇长河,郦正能;复合材料蜂窝夹芯板低速冲击后的压缩[J];北京航空航天大学学报;1998年05期
3 王海福,冯顺山;多孔铁中冲击波压力特性的研究[J];北京理工大学学报;1998年02期
4 陈发良;余同希;;正多边形板的塑性动力响应——小挠度分析和大挠度分析[J];爆炸与冲击;1991年02期
5 李庆明,赵隆茂;固支浅圆拱受子弹撞击的实验研究[J];爆炸与冲击;1991年03期
6 曾斐,潘艺,胡时胜;泡沫铝缓冲吸能评估及其特性[J];爆炸与冲击;2002年04期
7 胡时胜,王悟,潘艺,周璟;泡沫材料的应变率效应[J];爆炸与冲击;2003年01期
8 陈发良,余同希;计入膜力塑性耗散效应的矩形板塑性动力响应[J];爆炸与冲击;2005年03期
9 王志华;曹晓卿;马宏伟;赵隆茂;杨桂通;;泡沫铝合金动态力学性能实验研究[J];爆炸与冲击;2006年01期
10 梁晓军,朱勇刚,陈锋,何德坪;泡沫铝芯三明治板的粉末冶金制备及其板/芯界面研究[J];材料科学与工程学报;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王志华;泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究[D];太原理工大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁瑞金,杨静;夹芯板及其安全防火第一部分——综述[J];消防技术与产品信息;2000年06期
2 蒋秀珍;轻质隔热彩色夹芯板[J];现代塑料加工应用;1998年05期
3 张涛,欧里·撒瑞拉;表面增韧层对层板、夹芯板撞击行为的影响[J];复合材料学报;1995年02期
4 史霞云;中型玻璃钢艇板结构设计[J];玻璃钢/复合材料;1986年S1期
5 张媛,郑百哲,李妮;蜂窝夹芯板的理论研究[J];北京工商大学学报(自然科学版);2001年04期
6 李世宏,马国力;钢丝网聚苯乙烯夹芯板的生产及应用前景[J];鞍钢技术;1997年03期
7 ;陶氏推出金属面夹芯板用VORATHERM系列[J];中国塑料;2009年04期
8 杨勇,马晓雄,何斌,李雄辉,胡新媛;酚醛泡沫夹芯板甲醛释放与检测初步探讨[J];中国塑料;2005年04期
9 刘仕杰;周全会;;聚苯乙烯泡沫夹芯板的火灾危险性评析[J];中国西部科技;2008年24期
10 HEINZ PALKOWSKI;新型复合材料[J];现代制造;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李雪;梁伟;麦汉超;;泡沫夹芯玻璃钢构件的振动和冲击分析[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
2 刘军;徐业峰;曹力;;连续生产夹芯板用组合聚醚的研制[A];第九次聚氨酯泡沫塑料生产、科研、技术交流会论文集[C];2005年
3 ;金属面夹芯板安装及验收规程 条文说明[A];2005年绝热隔音材料轻质建筑板材新技术新产品论文集[C];2005年
4 ;金属面夹芯板安装及验收规程(征求意见稿)[A];绝热隔音材料轻质建筑板材新产品新技术论文集[C];2003年
5 李东升;俞孟萨;;夹芯透声窗的透声特性研究[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
6 刘华;杨嘉陵;;轻质格栅夹芯板的自由振动[A];2006年全国固体力学青年学者研讨会论文摘要文集[C];2006年
7 苏幼坡;徐悦;苏静萍;;混凝土夹芯板内力与变形分析[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1997年
8 周全会;刘仕杰;;聚苯乙烯泡沫夹芯板的火灾危险性评析——四川5.12大地震灾民板房安置点消防安全调研及应对措施[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
9 徐悦;苏幼坡;;预应力砼夹芯板正截面承载力分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1998年
10 唐大斌;曹立峰;;金属面层硬质聚氨酯泡沫夹芯板的技术及应用[A];中国聚氨酯工业协会第十一次年会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 文心;《建筑用金属面绝热夹芯板》国家标准即将问世[N];中国建材报;2008年
2 安吉;钢丝网架珍珠岩夹芯板[N];中国房地产报;2004年
3 张德信;铝箔硬质聚氨酯夹芯板成套设备通过鉴定[N];中国建材报;2003年
4 驻河南记者 秦军舰;多功能彩钢隔热夹芯板复合流水线投产[N];中国建材报;2003年
5 通讯员  张从春 蔡光平 记者  贺耀堂;我市新增三家境外投资企业[N];连云港日报;2006年
6 ;实施可持续发展战略 开创我省墙材革新建筑节能事业新局面[N];山西经济日报;2003年
7 王永奇 孟庆珍 相生年 王晓华;青口妇女争当创业先锋[N];连云港日报;2005年
8 本报记者 刘魁;发展绝热隔音材料产业 推动节能降耗[N];中华建筑报;2007年
9 许跃彬;只为灾区人民早日“安家”[N];石家庄日报;2008年
10 纪晓赧辛奥强;轻钢龙骨架起外墙保温体系[N];中华建筑报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王海忠;夹芯板的冷弯薄壁型钢面层板在泡沫芯层支承下的屈曲性能研究[D];西安建筑科技大学;2001年
2 李鑫;强动载荷作用下多孔金属夹芯方板的动态力学行为研究[D];太原理工大学;2013年
3 宋延泽;泡沫铝子弹撞击下多孔金属夹芯板的塑性动力响应研究[D];太原理工大学;2009年
4 夏贤坤;功能梯度复合材料板结构屈曲前和屈曲后的振动特性研究[D];上海交通大学;2008年
5 李智伟;镍基高温合金空心球多孔材料的制备与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
6 李志斌;闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究[D];中国科学技术大学;2013年
7 孙士勇;泡沫夹芯复合材料界面断裂机理和增韧研究[D];大连理工大学;2010年
8 敬霖;强动载荷作用下泡沫金属夹芯壳结构的动力学行为及其失效机理研究[D];太原理工大学;2012年
9 陈建恩;轻质材料层合板的非线性动力学理论分析与实验研究[D];北京工业大学;2013年
10 罗加智;复合材料厚板弯曲变形研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙小曼;车用波纹夹芯板弯曲性能研究[D];大连理工大学;2013年
2 施高姗;具有频率禁带的两种周期夹芯板的隔振隔热性能分析[D];北京交通大学;2014年
3 宋新武;金属面夹芯板统一理论及夹芯板防火性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 王海朝;夹芯结构板力学性能的试验研究[D];河北联合大学;2013年
5 杨鹏飞;波纹夹芯板和结构的压缩与冲击吸能特性研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
6 何平卫;轻质密肋钢筋混凝土夹芯板结构体系的研究[D];湖南大学;2003年
7 范勇;金属面夹芯板抗弯承载力的离散元分析和试验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 张培文;冲击载荷作用下固支夹芯圆板的力学行为研究[D];太原理工大学;2013年
9 李豫州;竹麻泡沫夹芯复合材料面板的制备及性能研究[D];东华大学;2014年
10 李一松;轻型复合屋面板(楼板)的强度及变形性能研究[D];天津大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026