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基于3D-Kagome点阵夹芯材料墙体的炸药厂乳胶基质生产间抗爆性能研究
1
作者 侯建华 李志军 《价值工程》 2026年第3期1-3,共3页
文章针对炸药厂乳胶基质生产车间的抗爆安全需求,围绕3D-Kagome点阵夹芯金属材料墙板的抗爆性能展开系统性研究。炸药生产过程中,乳胶基质存储区的爆炸风险较大,对传统混凝土钢结构墙板会造成较大影响。传统的土木工程结构在应对这种高... 文章针对炸药厂乳胶基质生产车间的抗爆安全需求,围绕3D-Kagome点阵夹芯金属材料墙板的抗爆性能展开系统性研究。炸药生产过程中,乳胶基质存储区的爆炸风险较大,对传统混凝土钢结构墙板会造成较大影响。传统的土木工程结构在应对这种高风险环境时,可能存在抗爆能力不足的问题,因此亟需探索高强度兼顾轻量化特性的新型抗爆结构。本研究建立的3D-Kagome点阵夹芯板抗爆设计方法,突破了传统抗爆结构的“重量-强度”制约瓶颈,揭示了多级吸能机制与参数优化策略,不仅为危险品生产场所的抗爆防护提供创新解决方案,也为易爆场合和抗暴等极端荷载场景的结构设计提供了理论支撑与技术参考。 展开更多
关键词 3D-Kagome点阵夹芯金属材料 抗爆性 乳胶基质生产间 数值模拟
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复合材料泡沫夹芯结构三点弯的改进弹塑性解析模型 被引量：1
2
作者 刘国春 孙华伟 +3 位作者 杨文锋 孙婷 左都全 陈普会 《复合材料学报》 北大核心 2025年第9期5323-5339,共17页
复合材料泡沫夹芯结构因其优异的面外性能,在航空航天领域得到了广泛应用。为了快速、准确地评估其承弯特性,本文在现有解析理论基础上,引入了芯层应力状态描述项,结合芯层弹性及弹塑性应力条件推导了复合材料面板褶皱、弹塑性泡沫芯层... 复合材料泡沫夹芯结构因其优异的面外性能,在航空航天领域得到了广泛应用。为了快速、准确地评估其承弯特性,本文在现有解析理论基础上,引入了芯层应力状态描述项,结合芯层弹性及弹塑性应力条件推导了复合材料面板褶皱、弹塑性泡沫芯层压塌破坏理论解析公式,完善了考虑弹塑性效应的复合材料泡沫夹芯结构准静态弯曲理论解析模型,应用高精度有限元仿真和试验验证,得到结论如下:(1)针对面板褶皱失效情况,应用线弹性泡沫芯层,推导得到复合材料面板褶皱失效的变形特征与临界褶皱载荷P_(wk),结合有限元分析结果验证,面板褶皱变形特征相符,临界褶皱载荷贴近有限元计算结果,预测精度优于传统解析公式;(2)针对芯层压塌失效情况,考虑泡沫芯层的弹塑性特性,推导了芯层从弹性到塑性转捩点的结构屈服载荷P_(y)的表达式,提出了芯层压塌失效载荷P_(in)的预测方法,预测临界载荷与试验值吻合较好,采用多组面板与芯层材料的试验数据进行了通用性验证,计算精度优于现有理论模型,具有较高的工程实用价值。 展开更多
关键词 泡沫夹芯结构 复合材料 三点弯曲 弹塑性解析 试验验证
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相对密度对双曲型褶皱夹芯结构压缩性能的影响 被引量：2
3
作者 陆静 吴怀荣 +4 位作者 祖士明 季建兴 黄建福 董一航 王海娇 《上海塑料》 2025年第1期16-22,68,共8页
针对传统褶皱夹芯结构界面粘接面积不足的问题,提出一种融合S型与橄榄型拓扑特征的双曲型褶皱夹芯结构的解决方案。通过改变芯子壁厚制备出3种不同芯子相对密度的试件,结合试验与Abaqus有限元模拟进行分析,研究不同相对密度对双曲型褶... 针对传统褶皱夹芯结构界面粘接面积不足的问题,提出一种融合S型与橄榄型拓扑特征的双曲型褶皱夹芯结构的解决方案。通过改变芯子壁厚制备出3种不同芯子相对密度的试件,结合试验与Abaqus有限元模拟进行分析,研究不同相对密度对双曲型褶皱夹芯结构压缩性能的影响。结果表明:随着芯子相对密度的增加,平压强度和模量均显著提升,夹芯结构的主要失效模式逐渐由屈曲主导转变为压溃主导,结构承载性能显著提升。 展开更多
关键词 双曲型夹芯结构 褶皱芯子 碳纤维复合材料 有限元模拟
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变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能优化设计
4
作者 孙士平 常梦源 胡政 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期67-75,共9页
采用泊松比分类六边形蜂窝构型,基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型,开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明:2~18 GHz电磁波垂直入射工况下,减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能... 采用泊松比分类六边形蜂窝构型,基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型,开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明:2~18 GHz电磁波垂直入射工况下,减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能有效提高结构吸波性能,使泊松比趋于零的蜂窝角度变化可提高吸波性能,存在与蜂窝几何参数匹配的最佳涂层厚度,能够获得最优吸波性能;与正泊松比常规六边形蜂窝、零泊松比半内凹六边形蜂窝和负泊松比内凹六边形蜂窝的初始方案相比,反射率为-10 dB时,三种优化蜂窝吸收带宽分别增大了56.8%、35.2%、52.5%,而反射率为-20 dB时,三种优化蜂窝吸收带宽分别从零增大为4 GHz、2.3 GHz、0.5 GHz;三种泊松比蜂窝中,正泊松比蜂窝的优化适应潜力最好。研究结果为多功能蜂窝吸波结构的蜂窝构型设计提供了参考。 展开更多
关键词 吸波性能 泊松比 蜂窝构型 优化设计 蜂窝夹芯结构 复合材料
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移动随机载荷下波纹夹芯板的非平稳响应特性分析
5
作者 李博 邵东 +1 位作者 曹渊 梁伟阁 《兵工学报》 北大核心 2025年第7期188-198,共11页
为研究波纹夹芯板在移动随机载荷作用下引起的非平稳振动问题,建立了一个通用的动力学解析模型。利用简化一阶剪切变形理论和Hamilton原理推导得到了单个胞元的控制微分方程,基于回传射线矩阵法和虚拟激励法,引入了递推技术有效的模拟... 为研究波纹夹芯板在移动随机载荷作用下引起的非平稳振动问题,建立了一个通用的动力学解析模型。利用简化一阶剪切变形理论和Hamilton原理推导得到了单个胞元的控制微分方程,基于回传射线矩阵法和虚拟激励法,引入了递推技术有效的模拟了整个结构在移动随机载荷作用下的全域响应。通过将负载的连续移动过程划分为3个阶段,提出了针对于移动随机载荷的统一加载机制,并通过有限元仿真软件验证了计算模型的精度。研究结果表明:通过调节波纹夹芯板的厚度和倾角可以有效拓宽结构的Bragg带隙;低速移动随机载荷在作用时间内会引起更多的振动行为。研究结果为波纹夹芯板在复杂载荷条件下的设计和优化提供了理论支持,并为航空航天和海洋工程等领域中相关装备的研制提供参考。 展开更多
关键词 波纹夹芯 模态阻尼 回传射线矩阵法 移动随机载荷 非平稳响应
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复合材料夹芯结构准静态稳定性性能现状概述 被引量：9
6
作者 邓晓星 朱子旭 +1 位作者 陈长海 胡年明 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期5701-5723,共23页
复合材料夹芯结构由于其优异的比强度、比刚度及较小的表观密度的优点而广泛应用于航空航天、船舶等各个领域。本文从理论研究、仿真分析、实验研究这3个方面出发,综述了蜂窝、泡沫、点阵、褶皱4种夹芯结构在准静态稳定性研究方面的现... 复合材料夹芯结构由于其优异的比强度、比刚度及较小的表观密度的优点而广泛应用于航空航天、船舶等各个领域。本文从理论研究、仿真分析、实验研究这3个方面出发,综述了蜂窝、泡沫、点阵、褶皱4种夹芯结构在准静态稳定性研究方面的现状。蜂窝夹芯结构的研究较成熟,进一步的研究应集中于应用领域;泡沫夹芯结构在面芯问题方面有待增强,可考虑纤维缝合技术;褶皱夹芯结构理论方面有待进一步研究,潜力巨大;点阵夹芯结构较其他结构抗屈曲能力更强,但是依然存在面芯粘接问题。复合材料夹芯结构在准静态稳定性方面的问题主要集中在面芯粘接方面,纤维缝合技术可以有效增强面芯性能,该方面的研究对增强复合材料夹芯结构稳定性有较强的潜力。 展开更多
关键词 复合材料 夹芯结构 稳定性 蜂窝夹芯结构 泡沫夹芯结构 点阵夹芯结构 褶皱夹芯结构
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双曲型碳纤维夹芯结构的制备及其压缩性能研究
7
作者 陆静 吴怀荣 +2 位作者 祖士明 王海娇 董一航 《力学季刊》 北大核心 2025年第2期446-456,共11页
本文以改进褶皱夹芯结构为研究对象,提出一种双曲型碳纤维夹芯结构.基于其结构复杂性,采用分离式阴阳模具热压成型工艺实现高效制备.通过面外压缩试验和Abaqus有限元模拟,系统研究了[0/90]_(3)、[0/0/90]_(S)、[45/-45]_(3)三种铺层结... 本文以改进褶皱夹芯结构为研究对象,提出一种双曲型碳纤维夹芯结构.基于其结构复杂性,采用分离式阴阳模具热压成型工艺实现高效制备.通过面外压缩试验和Abaqus有限元模拟,系统研究了[0/90]_(3)、[0/0/90]_(S)、[45/-45]_(3)三种铺层结构的破坏模式、失效机制及力学性能,获得相应应力-应变曲线与失效云图.研究表明,三种铺层结构的压缩强度分别为6.38 MPa、6.72 MPa和3.94 MPa,纤维铺层角度对芯子的失效模式影响不大,三种铺层结构均为屈曲和压溃混合主导的失效模式. 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 双曲型夹芯结构 褶皱 压缩性能 有限元
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3D打印复合材料新型夹芯结构弯曲性能与数值模拟分析
8
作者 贾彩霞 张卓 +1 位作者 关振 唐信 《郑州航空工业管理学院学报》 2025年第3期55-62,共8页
设计了一种新型类负泊松比夹芯结构,该结构的设计灵感来源于凹型蜂窝。采用3D打印碳纤维—聚乳酸复合材料制得试验件,通过三点弯曲试验研究了其吸能效果和抗弯性能,并利用有限元仿真软件进行仿真分析。结果表明,此结构峰值承载可达209.6... 设计了一种新型类负泊松比夹芯结构,该结构的设计灵感来源于凹型蜂窝。采用3D打印碳纤维—聚乳酸复合材料制得试验件,通过三点弯曲试验研究了其吸能效果和抗弯性能,并利用有限元仿真软件进行仿真分析。结果表明,此结构峰值承载可达209.63 N,仿真结果与试验结果接近。弯曲过程总吸能为8384.62 mJ,弯曲过程吸能比大约为289.12 mJ/g。与凹入式双箭头蜂窝结构相比,吸能比提升约65.01%;与传统凹型蜂窝结构相比,吸能比提升约两倍。此结构在抗弯性能足够的条件下达到了较好的吸能效果,可应用于航空领域。 展开更多
关键词 复合材料 3D打印 夹芯结构 吸能比
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胞元尺寸对聚醚醚酮蜂窝夹芯板动态冲击性能的影响
9
作者 文周 杨丽君 +2 位作者 舒润泽 钟烨 樊亚祎 《塑料工业》 北大核心 2025年第1期111-118,共8页
聚醚醚酮(PEEK)蜂窝夹芯结构在低速动态冲击下的动力学性能受胞元几何参数的影响显著。本研究采用实验与数值模拟相结合的方法,对能量冲击为15 J的PEEK蜂窝夹芯板进行动态响应分析,并验证了有限元模型的准确性。在此基础上,模拟了9组具... 聚醚醚酮(PEEK)蜂窝夹芯结构在低速动态冲击下的动力学性能受胞元几何参数的影响显著。本研究采用实验与数值模拟相结合的方法,对能量冲击为15 J的PEEK蜂窝夹芯板进行动态响应分析,并验证了有限元模型的准确性。在此基础上,模拟了9组具有不同胞元几何参数的PEEK蜂窝夹芯板的动态冲击响应过程,以峰值载荷和比吸能(SEA)为主要动力学指标。结果表明,SEA对胞元几何参数高度敏感,其变化范围从48.82 J/kg到310.54 J/kg。动态冲击过程中,峰值载荷主要受支柱直径和胞元高度的影响,而SEA值则主要受胞元高度的影响。当支柱直径为3.3 mm,六边形外径为10.8 mm,胞元高度为10.417 mm时,蜂窝夹芯板可实现最大峰值载荷和最大SEA的双重优化。本研究结果为PEEK蜂窝夹芯结构的设计提供了优化依据,有助于提升其在服役过程中的结构稳定性。 展开更多
关键词 聚醚醚酮 蜂窝夹芯结构 低速动态冲击 胞元几何参数 数值模拟
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轻质蜂窝夹芯墙板的空气声隔声性能分析
10
作者 孙亮明 夏灿 田丰 《武汉理工大学学报》 2025年第4期53-57,共5页
针对建筑物室内噪声控制难题,以实现健康舒适的室内声环境为目标,创新性地提出了一种结合蜂窝结构与阻尼层的轻质蜂窝夹芯墙板设计方案。基于声学仿真软件,建立了建筑墙板的声学分析模型,系统研究了该墙板的空气声隔声性能。结果表明,... 针对建筑物室内噪声控制难题,以实现健康舒适的室内声环境为目标,创新性地提出了一种结合蜂窝结构与阻尼层的轻质蜂窝夹芯墙板设计方案。基于声学仿真软件,建立了建筑墙板的声学分析模型,系统研究了该墙板的空气声隔声性能。结果表明,与传统ALC墙板相比,轻质蜂窝夹芯墙板展现出显著的空气声隔声性能优势,其全频段范围内隔声量均有明显提升,经粉红噪声频谱修正后的计权隔声量提高了9.8 dB。轻质蜂窝夹芯墙板在保持较小的厚度和面密度的前提下,实现了优异的隔声效果,可以为建筑墙板的吸隔声设计提供理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 蜂窝夹芯墙板 隔声性能 空气声 仿真分析 计权隔声量
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新型FRP拉挤夹芯型材及其结构应用初探 被引量：10
11
作者 齐玉军 熊伟 +3 位作者 刘伟庆 陆伟东 方海 万里 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期25-30,共6页
FRP拉挤夹芯型材是指采用拉挤成型工艺制作的复合材料夹芯构件,其外侧为FRP面层,内部为泡沫、轻木等轻质芯材,具有轻质高强、局部承压能力强、FRP面板不易屈曲、生产效率高、质量稳定等优点。以泡桐木和杨木等轻木、无碱玻璃纤维以及不... FRP拉挤夹芯型材是指采用拉挤成型工艺制作的复合材料夹芯构件,其外侧为FRP面层,内部为泡沫、轻木等轻质芯材,具有轻质高强、局部承压能力强、FRP面板不易屈曲、生产效率高、质量稳定等优点。以泡桐木和杨木等轻木、无碱玻璃纤维以及不饱和聚酯树脂为原材料,对FRP夹芯型材的拉挤成型工艺进行了研究,成功制造了不同截面形式的FRP拉挤夹芯型材,并对其界面性能、弯曲性能、轴心受压性能进行了试验研究。对FRP拉挤夹芯型材的工程应用进行了探讨,并对实际工程——玉竹楼项目进行了介绍。 展开更多
关键词 复合材料拉挤夹芯型材 拉挤工艺 夹芯复合材料框架结构 复合材料夹芯桥面板
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芳纶铺层-蜂窝夹芯U形前缘固化变形仿真计算模型与验证 被引量：1
12
作者 刘琦 唐珊珊 +3 位作者 王小凯 郭俊刚 牛建文 许英杰 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期51-58,共8页
本文采用有限元仿真和试验验证相结合的方法,对芳纶纤维-蜂窝夹芯U形前缘结构的固化变形问题进行了研究。在仿真建模中,充分考虑了树脂的固化放热、热-力耦合以及化学收缩等,建立了U形前缘的固化温度场和固化变形场计算模型。在试验制备... 本文采用有限元仿真和试验验证相结合的方法,对芳纶纤维-蜂窝夹芯U形前缘结构的固化变形问题进行了研究。在仿真建模中,充分考虑了树脂的固化放热、热-力耦合以及化学收缩等,建立了U形前缘的固化温度场和固化变形场计算模型。在试验制备中,采用了预先固化外蒙皮,再与蜂窝芯、胶膜、发泡胶组合,最后铺放内蒙皮并再次胶接固化的成型工艺。结果显示,仿真模型预测的构件宽侧与窄侧的固化变形量与实际吻合度较高,可为后续前缘构件的模具修型提供指导和依据。 展开更多
关键词 固化成型 芳纶复合材料 蜂窝夹芯 U形前缘 有限元计算
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蜂窝夹芯结构低速冲击后压-压疲劳性能研究 被引量：1
13
作者 陈卫东 姚凯飞 +1 位作者 王轩 石强斌 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期30-38,共9页
利用直径分别为25.4 mm、38.1 mm和50.8 mm的冲头对玻璃纤维平纹编织面板蜂窝夹芯结构进行1 mm凹坑深度的低速冲击,开展冲击后静态压缩和压-压疲劳试验,研究三种冲头直径下试件的剩余强度、条件疲劳极限、刚度退化、循环蠕变和破坏模式... 利用直径分别为25.4 mm、38.1 mm和50.8 mm的冲头对玻璃纤维平纹编织面板蜂窝夹芯结构进行1 mm凹坑深度的低速冲击,开展冲击后静态压缩和压-压疲劳试验,研究三种冲头直径下试件的剩余强度、条件疲劳极限、刚度退化、循环蠕变和破坏模式,揭示蜂窝夹芯结构低速冲击后压-压疲劳行为。结果表明:试件静态剩余强度随着冲头直径的增大而减小;当冲头直径为25.4 mm时,条件疲劳极限最大,为静态破环载荷的68.1%,当冲头直径为38.1 mm和50.8 mm时,条件疲劳极限约为静态破坏载荷的60%。循环刚度和循环蠕变均呈现“三阶段”的演变特征,在疲劳寿命期前10%,试件耗散能小幅减小,刚度在高周疲劳中增大,在低周疲劳中减小,循环蠕变现象显著;在疲劳寿命期90%之前,刚度大小稳定,循环蠕变现象有所减弱;在疲劳寿命期后10%,刚度减小,循环蠕变再次呈现显著的现象。试件的疲劳剩余强度分散性明显大于静态剩余强度分散性;试件在疲劳载荷下的破坏模式与在静态载荷下破坏模式相似。 展开更多
关键词 复合材料 疲劳 冲击后压缩 蜂窝夹芯结构 刚度演化
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四棱台形冲头撞击下船用矩形夹芯板动态响应理论研究
14
作者 肖雯 李应刚 +3 位作者 胡勇 宋泽远 刘虎 李晓彬 《船舶力学》 北大核心 2025年第10期1629-1637,共9页
本文基于近似屈服准则和理想刚塑性理论,推导出四棱台形冲头撞击下船用矩形夹芯板变形和冲击力理论解析公式,还开展了数值计算,以验证理论模型的准确性。在此基础上,采用理论模型分析了载荷分布情况、载荷作用位置以及边长比对船用矩形... 本文基于近似屈服准则和理想刚塑性理论,推导出四棱台形冲头撞击下船用矩形夹芯板变形和冲击力理论解析公式,还开展了数值计算,以验证理论模型的准确性。在此基础上,采用理论模型分析了载荷分布情况、载荷作用位置以及边长比对船用矩形夹芯板冲击动态响应的影响规律。结果表明,四棱台形冲头撞击下,船用矩形夹芯板动态响应理论预测结果与数值计算结果吻合较好。载荷分布系数增加时,单位面积冲击载荷作用强度减小,导致塑性变形减小;冲击载荷作用位置越靠近边界时,塑性铰线长度增加,导致结构塑性变形显著减小;当泡沫夹芯板边长比为1时,冲击载荷作用下结构塑性变形最严重。 展开更多
关键词 船用矩形夹芯结构 冲击载荷 理论模型 动态响应 数值验证
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柱状弹高速撞击下高强聚乙烯复合夹芯结构的抗侵彻分析模型研究
15
作者 戴文喜 谢伟 +3 位作者 胡鹏程 程远胜 张攀 李德聪 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期137-147,共11页
[目的]为快速评估高强聚乙烯(UHMWPE)复合夹芯结构的抗弹性能,建立其抗高速柱状弹侵彻的理论分析模型。[方法]首先,将夹芯结构的抗柱状弹侵彻过程分为3个阶段,分析各阶段的能量耗散问题,提出忽略柱状弹镦粗和考虑柱状弹镦粗影响的理论... [目的]为快速评估高强聚乙烯(UHMWPE)复合夹芯结构的抗弹性能,建立其抗高速柱状弹侵彻的理论分析模型。[方法]首先,将夹芯结构的抗柱状弹侵彻过程分为3个阶段,分析各阶段的能量耗散问题,提出忽略柱状弹镦粗和考虑柱状弹镦粗影响的理论分析模型,进而建立各阶段的消耗能量与剩余速度之间的关系式;然后,采用有限元软件ANSYS/AUTODYN建立高强聚乙烯复合夹芯结构的抗柱状弹侵彻数值模型,通过计算弹体的剩余速度,从而拟合得到弹道极限数值;最后,将理论分析模型与数值模型的计算结果进行对比验证。[结果]以数值模型结果为基准,忽略弹体镦粗、考虑弹体镦粗的理论分析模型预报值的弹道极限误差均小于22%;综合考虑误差最大值、平均值和相关系数,考虑弹体墩粗的理论分析模型的弹道极限计算精度更高。[结论]该理论分析模型能够较好地计算高强聚乙烯复合夹芯结构抗柱状弹侵彻的弹道极限,可为其他纤维复合夹芯结构的抗侵彻计算提供参考。 展开更多
关键词 夹芯结构 复合结构 高强聚乙烯 抗弹性能 弹体侵彻 弹道极限
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小口径弹丸侵彻双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的弹道特性
16
作者 刘洋佐 徐诚 +2 位作者 马吴宁 任杰 张震东 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第1期139-150,共12页
通过有限元仿真的方法研究双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的抗侵彻性能,利用小口径弹丸侵彻9种双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构,获得双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的弹道特性.通过仿真得到弹丸侵彻过程中姿态变化,建立弹丸侵彻双箭头胞元的动力... 通过有限元仿真的方法研究双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的抗侵彻性能,利用小口径弹丸侵彻9种双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构,获得双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的弹道特性.通过仿真得到弹丸侵彻过程中姿态变化,建立弹丸侵彻双箭头胞元的动力学仿真模型.仿真模拟表明:当上下面层厚度不变,仅增大芯层双箭头夹角,蜂窝夹芯结构的弹道极限随之降低.对于相同蜂窝夹芯结构,子弹初始速度与结构动能吸收率存在非线性关系,存在某一速度区间使得蜂窝夹芯结构抗侵彻性能最佳.侵彻过程中弹丸周向存在应力分布不均现象,产生非对称作用使弹丸受力环境变化,导致弹丸姿态角改变,最终引起弹丸的侵彻弹道失稳. 展开更多
关键词 负泊松比 蜂窝夹芯结构 小口径枪弹 侵彻
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金属夹芯复合舱段结构模型极限承载能力试验研究
17
作者 李政杰 韩正君 +2 位作者 李明轩 胡嘉骏 冯国庆 《船舶力学》 北大核心 2025年第10期1596-1607,共12页
针对金属夹芯结构在主船体舱段结构中的实际应用,设计加工了一个I型金属夹芯复合舱段模型,通过四点弯曲极限承载能力模型试验获取了I型金属夹芯复合舱段的典型失效模式和极限承载弯矩,试验结果与非线性有限元计算结果吻合较好。试验结... 针对金属夹芯结构在主船体舱段结构中的实际应用,设计加工了一个I型金属夹芯复合舱段模型,通过四点弯曲极限承载能力模型试验获取了I型金属夹芯复合舱段的典型失效模式和极限承载弯矩,试验结果与非线性有限元计算结果吻合较好。试验结果表明:I型金属夹芯结构失效以整体屈曲为主,板格局部屈曲为辅。同时,I型金属夹芯结构具有较高的承载能力,可替代传统加筋板甲板和舷侧结构在舱段结构中应用。此外,金属夹芯复合舱段模型的制造成型,也演示验证了金属夹芯结构在船体结构中应用的可行性。 展开更多
关键词 金属夹芯 舱段结构 极限承载能力 模型试验 四点弯曲
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复合材料夹芯艇体结构水下爆炸冲击响应研究
18
作者 刘恒 郑成 +3 位作者 王一雯 孔祥韶 姚奕帆 朱子涵 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第20期123-131,共9页
为探究复合材料无人艇的抗爆性能,针对水下爆炸冲击载荷作用下玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构的动态响应特征展开研究,本文采用声固耦合方法建立水下爆炸冲击载荷作用下泡沫夹芯艇体结构整艇数值仿真模型,并与实艇试验结果进行对比,验证了其... 为探究复合材料无人艇的抗爆性能,针对水下爆炸冲击载荷作用下玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构的动态响应特征展开研究,本文采用声固耦合方法建立水下爆炸冲击载荷作用下泡沫夹芯艇体结构整艇数值仿真模型,并与实艇试验结果进行对比,验证了其可靠性;基于泡沫夹芯艇体结构质量不变原则,通过控制单一变量分析玻璃纤维面板厚度,面板铺层角度和泡沫夹芯高度及密度对其失效模式和能量吸收特性的影响。研究结果表明,玻璃纤维泡沫夹芯艇体结构迎爆面失效模式为受载区域中心出现沿船宽方向的条状裂缝、十字形裂缝或者边界撕裂;背爆面失效模式为背爆面中心或者边界处出现点状破口;随着迎爆面厚度增加,泡沫夹芯艇体结构总吸能呈下降趋势,整体能量吸收能力降低16.6%。 展开更多
关键词 复合材料夹芯结构 水下爆炸冲击 动态响应 失效模式
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爆炸冲击波和破片群复合作用下泡沫铝/纤维夹芯结构的毁伤特性
19
作者 周楠 唐奎 +3 位作者 孙佳慧 王金相 刘大斌 方雨 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第8期116-130,共15页
在简易自制爆炸装置的近场爆炸中,防护结构常受到爆炸冲击波和破片的复合作用。为了提高结构的防护性能,设计并制备了含“泡沫铝/纤维”夹芯复合结构材料,通过开展“爆炸+侵彻”实验,研究复合结构在爆炸冲击波和高速破片复合作用下的失... 在简易自制爆炸装置的近场爆炸中,防护结构常受到爆炸冲击波和破片的复合作用。为了提高结构的防护性能,设计并制备了含“泡沫铝/纤维”夹芯复合结构材料,通过开展“爆炸+侵彻”实验,研究复合结构在爆炸冲击波和高速破片复合作用下的失效模式,重点讨论爆炸冲击波和破片两种载荷时序性对毁伤特性的影响,并分析不同材料的吸能机理。研究结果表明:爆距的变化直接影响爆炸冲击波和破片作用的时序性,在本文讨论的工况中,当爆距大于600 mm时,破片先于冲击波作用;在冲击波和破片的复合作用下,铝面板除了破片的贯穿破坏外,还伴有局部凹陷变形,泡沫铝自身胞孔结构在冲击载荷作用下发生压溃变形和胞壁屈服碎裂,弹孔处纤维则在破片的侵彻下发生拉伸变形和断裂,并伴有高温失效;铝背板主要以瓣裂撕裂破坏为主;在两种时序性作用下,弹孔的存在削弱了冲击波对铝面板的作用,后序夹芯结构材料和铝背板的变形破坏程度较前序材料更为严重。本研究的开展对轻质复合结构材料在有限空间近爆防护领域中的应用和功能设计提供了技术依据。 展开更多
关键词 夹芯结构 泡沫铝 UHMWPE纤维 时序性 毁伤特性
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四方蜂窝夹芯圆柱壳在径向压缩载荷作用下的力学行为研究
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作者 张自强 郑建军 +2 位作者 张志家 张钱城 金峰 《应用力学学报》 北大核心 2025年第6期1263-1269,共7页
通过将金属薄壁管及蜂窝结构相结合,提出了一种四方蜂窝夹芯圆柱壳结构。通过实验以及有限元分析软件ABAQUS/Explicit研究了四方蜂窝夹芯圆柱壳在径向压缩载荷作用下的力学行为。通过对比验证了有限元模型的准确性,分析了结构在径向压... 通过将金属薄壁管及蜂窝结构相结合,提出了一种四方蜂窝夹芯圆柱壳结构。通过实验以及有限元分析软件ABAQUS/Explicit研究了四方蜂窝夹芯圆柱壳在径向压缩载荷作用下的力学行为。通过对比验证了有限元模型的准确性,分析了结构在径向压缩载荷作用下的变形模式,探讨了该结构的增强机理。研究表明,四方蜂窝夹芯圆柱壳结构在径向压缩载荷作用下会经历弹性阶段、塑性阶段和折叠压溃3个变形阶段;结构主要通过塑性铰的形成以及芯体褶皱来耗散更多的压溃能;相较于单层圆柱壳及芯体的简单叠加,四方蜂窝夹芯圆柱壳的承载能力和能量吸收都得到提高,且结构主要通过塑性铰的形成进行耦合增强。进一步参数化讨论结果表明,无量纲芯体壁厚的增加将提高四方蜂窝夹芯圆柱壳的峰值力和比吸能。 展开更多
关键词 夹芯圆柱壳 四方蜂窝 径向压缩 变形模式 耦合增强
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