水下爆炸载荷作用下梯度PVC泡沫夹芯结构的动态响应

摘要

采用ANSYS/LS_DYNA有限元软件对分层梯度PVC泡沫夹芯板在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行数值分析。针对表观密度为79 kg/m~3,107 kg/m~3,134 kg/m~3,162 kg/m~3,203 kg/m~3,252 kg/m~3的6种泡沫材料,通过改变不同泡沫芯层的密度实现不同的密度梯度设置,共设计了两类不同密度梯度跨度的构型。选用背板峰值挠度和能量吸收作为结构抗水爆性能评价指标,讨论了不同密度梯度比对结构动态响应的影响,并与均质构型进行了比较。结果表明:与均质构型相比,合理的设置泡沫芯层密度能够有效地提升结构的抗爆性能;芯层的密度梯度设置对大密度梯度(large gradient density,LGD)构型的影响大于小密度梯度(small gradient density,SGD)构型;小密度梯度构型LGD-3具有最小的背板峰值挠度,为设计优质抗水爆性能泡沫夹芯板提供了参考。