冲击物形状和速度对激光焊三明治板变形性能的影响

摘要

(I)-core激光焊三明治板具有高比强、超轻等优良的机械性能，以及减震、缓震、抗撞击性、吸声等特殊性质，在船舶、航空航天、建筑工程等多个领域中有广泛的应用前景。冲击碰撞是在日常生活广泛遇到的力学现象，同时又与航空航天、汽东、船舶海洋平台、核能、防护工程乃至国防工程息息相关，都需要对冲击碰撞现象有充分的理解与科学的分析，研究在短暂而强烈的动载的作用下材料的行为和结构的响应。
　　 三明治夹层结构一般由面板和夹芯材料组成，本文中所研究的三明治结构由CCBS—低合金高强钢激光焊接而成，板尺寸及肋间距由结构优化设计确定，分析其在碰撞冲击时变形规律。在冲击物质量较小时，冲击速度是衡量冲击荷载的主要物理量。本文分析激光焊三明治板在三种不同形状小质量冲击物以不同速度冲击三明治板时变形，得出:(1)边界条件为四边简支和四边固定时，相同形状、相同质量冲击物冲击三明治板同以区域，冲击物穿透三明治板时极限速度不同;冲击影响区域扩展区域也不同。(2)在冲击速度较高时，刚体冲击物冲击三明治板历时很短（约1ms），上面板的变形及破坏区域集中在冲击点的局部范围内，三明治板局部破坏非常严重，剪切破坏现象明显。(3)三明治上、下面板冲击影响区域扩展不同。(4)冲击速度小于三明治板穿透极限速度，冲击动能主要转化为三明治板内能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 三明治板的发展与应用

1．1．2 冲击碰撞

1．1．3 激光焊接

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要工作

第2章 板的撞击动态响应与穿孔

2．1 撞击速度、板厚对板动态响应影响

2．1．1 撞击速度对板动态响应的影响

2．1．2 板厚度对板动态响应的影响

2．2 薄板的撞击动态响应与穿孔

2．2．1 薄板撞击动态响应

2．2．2 薄板穿孔动力学

2．3 中厚板撞击穿孔的塑性力学理论

第3章 激光焊三明治板在圆球碰撞时变形分析

3．1 有限元模型建立

3．1．1 材料属性测定

3．1．2 有限元模型

3．2 四边简支三明治板变形分析

3．2．1 穿透极限速度及变形比较

3．2．2 不同冲击位置上、下面板冲击点位移

3．2．3 不同冲击速度下面板变形比较

3．3 下面板简支三明治板冲击变形分析

3．3．1 冲击碰撞变形过程

3．3．2 冲击两肋板中心时破坏区域及变形

3．3．3 冲击肋板时破坏区域及变形

3．4 四边固定三明治板冲击变形分析

3．4．1 四边简支与四边固定穿透极限速度

3．4．2 四边简支与四边固定时三明治上、下面板冲击点位移比较

3．4．3 不同冲击速度上面板变形比较

3．4．4 不同冲击速度下面板变形比较

3．5 本章小结

第4章 冲击物形状对激光焊三明治板变形性能的影响

4．1 有限元模型

4．2 数值模拟

4．2．1 不同形状冲击物穿透三明治板时极限速度

4．2．2 冲击点位移时程曲线

4．2．3 三明治板在不同速度冲击物冲击下的变形模式

4．2．4 三明治板冲击点位移随速度变化曲线

4．2．5 三明治板冲击点局部区域变形

4．2．6 三明治板在冲击荷载下的吸能特性

4．3 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文