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十三、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

日期:23-06-25     时间:01:52 来源: 进口泡沫铝板

十三闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究


泡沫金属夹芯板准静态和低速冲击性能
总的来说,夹芯板在准静态和低速冲击载荷下的力学响应可分为两类:(1)集中载荷压入作用响应;(2)均布载荷压缩响应。对夹芯结构响应的参数研究主要包括:冲击能量(冲击质量和冲击速度)、冲头/压头形状、边界条件、应变率效应、面板厚度、芯层厚度和相对密度、环境条件(温度和湿度等)以及加载角度等。夹芯结构的压入实验可通过材料试验机(准静态实验)或落锤试验系统(低速冲击实验)来进行,主要集中于夹芯结构的结构响应、承载能力、失效模式以及能量吸收等的研究。但由于泡沫金属夹芯板在防护结构及缓冲吸能装置中应用时常常会遭受到爆炸和冲击载荷的作用,因此,夹芯板的动力学行为研究更是工程界和学术界亟待解决的问题。研究结果表明,夹芯结构在低速冲击载荷作用下的结构响应和失效模式与准静态加载时相似,只是动态冲击时的载荷值和能量吸收比准静态载荷作用时高,因此可以用准静态实验结果来预测夹芯结构的低速冲击响应。

Ruan等实验研究了泡沫铝夹芯圆板在准静态压入载荷下的失效模式和能量吸收性能。研究结果表明,夹芯板在准静态载荷作用下主要有整体弯曲变形、伴随局部压痕的整体弯曲变形以及局部压入变形三种变形模式。文中同时对夹芯板结构的材料和几何参数对失效模式的影响进行了对比和初步分析,讨论了面板厚度、芯层厚度、边界条件以及面板粘胶和面板表面状况等对夹芯板结构变形模式和能量吸收性能的影响。Hanssen等研究了鸟撞泡沫铝双层夹层板的问题,通过实验观察了夹层板的失效模式。Zhou等采用实验和有限元模拟研究了夹心板结构的穿透力学行为,首次研究了夹芯结构在斜向加载载荷和水下边界条件的冲击响应。Mohan等研究了不同面板材料:无面板、弹性材料面板、弹性=理想塑性材料面板以及弹性塑性硬化材料面板等的泡沫铝夹芯板结构的冲击响应。结果发现面板类型不仅影响结构的能量吸收同时也会影响泡沫铝芯层的失效模式。目前,国内在这方面的研究也逐步展开,张红开展了计及界面非均匀性的泡沫铝夹芯板静动态横向压入力学行为的研究,实验测量了夹芯板下表面中心位移随外加荷载的变化规律,并从理论上成功地预测了泡沫金属夹芯板初始压入失效载荷,同时提出了综合考虑夹芯板总质量和总厚度的比能量-比位移的能量吸收评价标准,并对夹芯板的能量吸收能力进行了综合评价。


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