LS—DYNA3D等非线性结构动力响应分析程序的局限性

通过理论分析和数值算例研究了采用LS－DYNA3D等非线性动力响应分析有限元程序于具有较大刚体转动的结构时,可能出现错误的应力和应变计算结果。主要原因是采用增量形式的应力修正时,其客观性被破坏。这是此类工程软件亟待改进的问题之一。     

双层扁平绕带式压力容器的刚塑性动力响应分析

采用刚塑性模型对双层长扁平绕带式压力容器受径向矩形脉冲内压作用的动力响应进行了分析,给出了结构在中载和高载作用下的变形模态、极限压力、响应时间和残余位移的表达式。计算结果表明,该种容器的静态极限压力值低于整体式压力容器的相应值;绕带层残余位移远大于其内壳和整体式压力容器的残余位移;当所受高载小于24.5 MPa时比整体式压力容器具有更强的抗冲击能力。     

在受轴向周期扰动作用下双壁碳纳米管动力屈曲的研究

对双壁碳纳米管受轴向周期扰动的动力响应进行了研究．采用连续体模型研究双壁碳纳米管的动力屈曲问题,考虑了壁间van der Waals力和周围弹性介质对轴向动力屈曲的影响．给出了受轴向周期扰动的屈曲模型及临界应变和临界频率．发现双壁碳纳米管由于壁间van der Waals力的作用较单壁碳纳米管具有较低的临界应变．van der Waals力和周围弹性介质将影响双壁碳纳米管不稳定区,van der Waals力使受轴向周期性扰动的双壁碳纳米管的临界频率增大,周围弹性介质对双壁碳纳米管的临界频率影响不大．     

爆炸载荷作用下铝蜂窝夹芯板动力响应研究

采用自行设计的冲击摆实验系统对铝蜂窝夹芯板在爆炸载荷作用下的动力响应进行了系统实验研究,给出了面板和铝蜂窝不同区域的不同变形模态,得到了不同炸药当量对铝蜂窝夹芯板动态响应的影响规律,证实了铝蜂窝夹芯板产生较大塑性变形时,比一般的结构具有更好的能量吸收特性.并利用LS-DYNA对其动力响应进行了数值仿真,考察了炸药起爆、接触界面及上表面接触力对夹芯板变形影响的全过程,得到了板中心的最终变形和芯层的变形模式,与实验结果吻合较好.     

微爆索线性切割航空有机玻璃的实验研究和有限元分析

为了提高航空人/椅救生系统穿盖的成功率和降低飞机复杂性,提出了微爆索（MDC）线性切割技术在穿盖弹射系统中的应用。设计了一系列不同类型的微爆索,对航空有机玻璃（PMMA）平板元件的切割过程进行了实验研究,确定了微爆索的金属药型罩材质、炸药类型和装药线密度范围。观测了层裂现象,得到了切割深度与装药量的关系。采用非线性动态分析程序LS-DYNA对切割过程进行了数值模拟,观察到了层裂现象。数值模拟得到的PMMA的切割深度与装药线密度的关系,与实测得到的结果基本吻合。     

方管铝合金梁受子弹撞击时动力响应的实验研究

报导了简支、固支方形管状截面铝合金梁在子弹撞击时动力响应的实验研究。实验中,采用电-光位移传感器记录了梁中点的位移-时间、速度-时间和加速度-时间历史曲线。实验结果表明,在子弹动能相同、质量不同时,其变形不同。梁中点最大位移和中点最终位移间有较大的差值,可见采用理想刚塑性模型很难描述这一现象,在分析中,必须考虑弹性效应。同时发现,由于方管局部变形而引起的变形软化效应将减少梁的动力承载能力。     

固支浅圆拱受子弹撞击的实验研究

本文报导了铝合金固支浅圆拱在子弹撞击下动力响应的实验研究,试验中采用应变片测量并由高速摄影得到试件变形的瞬态记录。实验结果表明,此类浅拱的动力响应不存在失稳现象;但在某一撞击速度区间内,拱的中心位移增加较快,拱的响应前期轴力可以忽略不计,而在后期则必须考虑。     

离散多层厚壁爆炸容器抗爆炸性能试验研究

为了研究离散多层爆炸容器的动力响应和破坏特性,制造了尺寸和材料相同但钢带缠绕倾角不同的三台离散多层试验容器,并进行了一系列大药量的中心加载试验,测量了典型位置的应变。结果表明中心装药时三台试验容器的破坏都在爆心截面处,钢带缠绕倾角较小的容器能够承受更大炸药量的爆炸作用,容器具有较好的抗内爆炸性能。     

多孔金属及其夹芯结构力学性能的研究进展

高孔隙率多孔金属及其夹芯复合结构是一种物理功能与结构一体化的新型、轻质高强材料/结构,具有高比强度、高比刚度和优良的吸能和缓冲性能等多种功能,引起了学术界和工程界众多研究者的极大关注. 本文概述了轻质多孔金属及其夹芯结构的制备方法、多功能特性及其应用,介绍了多孔金属夹芯结构元件(梁、板、壳)遭受准静态和动态冲击载荷下的理论、实验和模拟方面的国内外研究现状,分析和讨论了多孔金属及其夹芯结构力学行为研究中的研究手段和基本问题,重点关注了多孔金属夹芯结构的变形/失效、动态响应和能量吸收.     

爆炸载荷下分层梯度泡沫铝夹芯板的失效模式与抗冲击性能

采用弹道冲击摆系统开展了爆炸载荷下分层梯度泡沫铝夹芯板的变形/失效模式和抗冲击性能实验研究,并配合激光位移传感器得到试件后面板中心点的挠度-时程响应曲线。研究了炸药当量和芯层组合方式对夹芯板试件变形/失效模式和抗冲击性能的影响。实验结果表明,泡沫铝夹芯板的变形/失效模式主要表现为面板的非弹性大变形,芯层压缩变形、芯层拉伸断裂以及芯层剪切失效。在研究爆炸冲量范围内,非梯度芯层夹芯板的抗冲击性能明显优越于所有分层梯度芯层夹芯板。对于分层梯度夹芯板试件,爆炸冲量较小时芯层组合形式对分层梯度芯层夹芯板的抗冲击性能的影响不大,而爆炸冲量较大时,最大相对密度芯层靠近前面板组合形式的分层梯度夹芯板试件抗冲击性能较好。研究结果可为泡沫金属夹芯结构的优化设计提供参考。