七十六、闭孔泡沫铝及其夹芯

七十六、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

日期：24-06-24 时间：01:11 来源：进口泡沫铝板

七十六、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

夹芯板承载力特性

典型的锥形头准静态侵彻载荷位移曲线如图5.2.3所示，图中所用试件编号为2.0-15-1.5（上面板厚度H₁y=2.0mm，芯层厚度H₆=15mm以及下面板厚度Hy =1.5 mm），其芯层相对密度为p=8.5%。载荷位移曲线具有以下特征：（i）载荷缓慢增长至第一个载荷峰值，如图5.2.3中点A；这是一个局部压入的过程，锥形压头逐渐压坏上面板同时压溃泡沫芯层。从A点到B点处载荷值的下降表示上层面板的拉伸破坏。（ii）随后压头继续加载，夹芯板所受载荷值再度上升至第二个峰值载荷；这个过程对应于上面板的继续破坏，芯层的进一步压溃和下面板的穿透。最终下面板拉伸撕裂破坏，如图中C点。不同芯层厚度的夹芯板试件具有相似的变形和失效行为，只不过由于芯层厚度的增大，夹芯板在下层面板失效之前的位移也增大，而不同的面板厚度则会导致载荷幅值不同。

泡沫铝夹芯板在准静态侵彻和低速冲击加载时的响应曲线比较如图5.2.3所示，其中试件24.77-0.47-2和16.47-0.47-2是低速冲击实验结果。低速冲击实验中试件编号如下：<冲击质量(kg)>-<落高(m)>-<重复性实验序号>。不同冲击质量和冲击速度加载的夹芯板试件详细参数见表5.2.1.从图中可以看出，加载速度从2X10⁵m/s（准静态加载）上升到3m/s（低速冲击加载），夹芯板的变形行为并没有很大不同。也就是说，泡沫铝夹芯板在准静态和低速冲击加载条件下变形和失效机制并没有不同。对夹芯板失效破坏（C点）之前的载荷位移曲线积分可以得到夹芯板在侵彻过程中的能量吸收。通过比较发现，夹芯板在低速冲击时吸收的能量比在准静态加载是吸收的能量要高，也就是说夹心板结构在侵彻过程中的能量耗散是随着加载速率增大而增大的。

表5.2.1 不同冲击速度和冲击质量加载的试件参数

(Hr=2.0mm；H₄=15mm；Hj=1.5mm；p=8.5%)

Specimen (kg-m-#)	Impact mass(kg)	Drop height (mm)	Impact velocity(m/s)	E; (J)	Eyor Em (J)	ψ	Deformation patte
12.41-0.05-1	12.405	54	0.98	6.56	5.96	0.032	Upper face-sheet indent
12.41-0.05-2	12.405	54	0.96	6.56	5.72	0.030	Upper face-sheet indent
12.41-0.21-1	12.405	205	1.87	24.92	21.69	0.12	Foam core crushing
12.4I-0.21-2	12.405	205	1.95	24.92	23.59	0.13	Foam core crushing
12.41-0.47-1	12.405	465	2.92	56.53	52.88	0.28	Foam core crushing
12.41-0.47-4	12.405	465	2.96	56.53	54.34	0.29	Foam core crushing
12.41-0.82-1	12.405	816	3.85	99.20	81.94	0.44	Full perforation
12.41-0.82-2	12.405	816	3.90	99.20	78.77	0.42	Full perforation
12.41-1.28-1	12.405	1275	4.92	155.0	74.95	0.40	Full perforation
12.41-1.28-2	12.405	1275	4.78	155.0	86.54	0.46	Full perforation
3.38-0.47-1	3.383	465	2.90	15.42	14.23	0.076	Upper face sheet failure
3.38-0.47-2	3.383	465	2.78	15.42	13.07	0.070	Upper face sheet failure
6.27-0.47-1	6.271	465	2.82	28.58	24.93	0.13	Foam core crushing
6.27-0.47-3	6.271	465	2.85	28.58	25.47	0.14	Foam core crushing
16.47-0.47-1	16.472	465	2.84	75.06	67.66	0.36	Lower face sheet failure
16.47-0.47-2	16.472	465	2.77	75.06	68.64	0.37	Lower face sheet failure
24.77-0.47-2	24.773	465	2.97	112.89	74.80	0.40	Full perforation
24.77-0.47-3	24.773	465	2.96	112.89	80.11	0.43	Full perforation

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