利用金属塑性变形原理的碰撞能量吸收装置

1.引言在现代世界上,各种车辆、船舶、飞行器的数量越来越多,速度越来越快,碰撞事故也随之日益增加,每年都要造成严重的生命和财产损失。因此,近20多年来,碰撞问题已引起许多国家的严重关注。解决这个问题的主要途径,是研究与提高各种车辆、船舶、飞行器结构的耐撞性(structural crashworthiness),参见[1—4]。同时,在某些特定的工况(例如飞行器的紧急着陆,核电站和高速公路旁重要设施的防护等等)下,已有结构难以满足吸  

水中爆炸冲击波载荷作用下舰船结构动态响应的数值模拟

采用大型通用有限元软件MSC.DYTRAN,对某型水面舰船全船结构在水下爆炸冲击波载荷作用下的动态响应进行了数值模拟.分别从结构的变形损伤形式、能量吸收和冲击环境等几个方面研究了舰船结构在水下爆炸载荷作用下的破坏机理和响应特征.  

多孔金属夹层板在冲击载荷作用下的动态响应

借助两种有限元软件ABAQUS和LS-DYNA,模拟和分析了两种厚度不同的泡沫铝合金夹层板(三明治板)、方孔蜂窝形夹层板和波纹形夹层板在冲击载荷下的动态响应. 4种夹层板的单位面积密度相同,冲击载荷分别用泡沫铝子弹与不锈钢子弹模拟.讨论了泡沫金属夹层板和格构式夹层板在不同冲击载荷作用下的变形机制,重点在于对夹层板的吸能特性及板内各部分吸能变化规律的探讨.研究结果表明:在泡沫子弹冲击下,夹层板主要是通过自身变形来消耗子弹动能,并转化为自身内能.厚度为22 mm的泡沫金属夹层板吸收能量最多,底面变形最小,是结构性能最优的夹层板;在刚性子弹高速冲击穿透过程中,格构式夹层板的吸能性能比单位面积密度相同的泡沫金属夹层板的吸能性能更好.波纹形夹层板的能量吸收能力在4种板中最高.  

弹体侵彻带加强筋结构靶的实验研究

以舰船结构为目标,设计了带加强筋的结构靶,并用模拟装药弹体对单层或多层模拟结构靶进行了侵彻实验.根据实验结果,建立了弹体侵彻结构靶板的剩余速度公式.分析了加强筋对靶板破坏模式和弹道参数的影响,对靶板吸收能量的情况进行了分析.结果表明,对于塑性较差的靶板,加强筋的刚度作用是影响靶板能量吸收和破坏模式的主要因素.实验结果对加筋防护结构的设计具有一定的参考价值.  

多孔材料填充薄壁结构吸能的相互作用效应

研究多孔材料填充薄壁结构的相互作用效应产生的机理,并建立了表征模型.以泡沫铝填充帽形结构为例,发现压溃的填充物分为致密区、过致密区和未变形区3个区域.基于理想可压缩假设建立了填充多孔材料分析模型,获得各区域体积变化和等效应变等关系;结合薄壁结构超叠缩单元模型,对填充结构各组分的能量吸收进行了拆分.研究表明,薄壁结构的吸能略有增加,多孔材料的吸能增加40%左右.过致密区的形成是相互作用效应的主要原因.  

受横向冲击圆环的粘塑性大变形分析

本文采用了受压刚性平板对压圆环的准静态大变形模式,对放置在刚性平板上的圆环受落锤冲击下的动力响应作了粘塑性大变形分析,并考虑了应变强化的影响。由于把问题简化为一个自由度系统的运动,使得整个运动过程可以较方便地计算出来计算结果表明,在运动初期应变率效应对圆环承载力的提高起主要作用,在运动后期应变强化及大变形影响较大,其中应变强化起主导作用。计算结果与实验结果进行了对比。  

复合材料板受低速冲击时能量吸收的实验研究

利用落锤装置，对玻纤／环氧和碳纤／环氧两种复合材料层合板进行了低速低能量的冲击实验研究。利用传感器技术记录了落锤冲击板过程中速度随时间变化曲线，计算了冲击动能和材料损伤时的能量吸收。通过数学处理得到了冲击载荷和冲击点位移随时间变化曲线。还对多次冲击的能量吸收问题进行了实验研究。  

纺织复合材料能量吸收性能的研究进展

纺织复合材料的能量吸收性能是近年来一个十分引人注目的研究课题．本文综述了近年来对纺织复合材料能量吸收性能研究的最新进展，包括纤维纺织结构、纺织复合材料的制造及加工、材料的能量吸收机理及失效模式、能量吸收性能的测试方法等．  

斜拉索横向振动的积分应变反馈控制实验研究

提出采用积分应变反馈控制方法对斜拉索平面内多模态横向振动实施主动控制，采用粘贴在拉索表面的ＰＶＤＦ压电薄膜传感拉索横向振动时的动态应变信号． 文中介绍了实验系统的组成、特点、在斜拉索比例模型上的实验研究工作以及主动控制的实验结果． 理论与实验研究结果表明积分应变反馈控制方法能明显衰减斜拉索横向振动，避免模态截断引起的溢出问题，而且控制系统实现容易、易实用化．  

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近年来,塑性力学的工程应用正在迅速扩大.借助于计算机和新的数学工具,弹塑性分析、极限分析和安定分析已扩展到复杂结构问题。板料成形中的回弹、皱曲和拉伸失稳的研究有很大进展.在结构的塑性动力响应问题中,更多地注意到弹性效应、几何变形效应以及特异现象.结构的耐撞性和碰撞能量吸收装置也是一个迅速发展的新领域.人们越来越主动地利用塑性变形为特定的目的服务.