文档介绍：振动与冲击
第 29卷第 5期 JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK
泡沫铝衰减冲击波峰值压力的理论及数值分析
康建功,石少卿
(后勤工程学院军事建筑工程系,重庆 401331)
摘要:为比较系统地了解表面粘贴泡沫铝及其夹芯层对结构上作用冲击波峰值压力的衰减性能与影响因素,运
用理论及数值模拟方法分析了泡沫铝及其夹芯层衰减冲击波峰值压力的性能。并讨论了影响泡沫铝及其夹芯层衰减冲
击波峰值压力的几个主要因素。研究结果显示,在达到压实应变之前,表面粘贴泡沫铝及其夹芯层能有效地衰减冲击波
的峰值压力。达到压实应变后,泡沫铝及其夹芯层对冲击波峰值压力的衰减性能下降。孔洞形式、相对密度对泡沫铝衰
减冲击波峰值压力具有明显地影响,面板材料对泡沫铝夹芯层衰减冲击波峰值压力的性能也有一定的影响。要取得较好
地衰减冲击波峰值压力的性能需综合考虑以上因素进行优化设计,否则可能出现粘贴的泡沫铝或其夹芯层达不到衰减结
构上冲击波峰值压力的目的。
关键词:爆炸冲击波;衰减性能;泡沫铝夹芯;峰值压力
中图分类号:TU599 文献标识码:A
泡沫铝是一种新型的功能材料,因具有各向同性、析,然后通过设计才可以取得的。如果设计不当,则有
不易腐蚀、成型容易及良好地缓冲吸能性能等特点引可能出现如 Hanssen等人所做实验的情况,粘贴泡沫铝
起广大学者的普遍关注。泡沫铝及其夹芯层衰减爆炸反而增强了爆炸荷载的作用。由此可见,如果要将泡
冲击波性能的研究在泡沫铝各种性能研究中是一个比沫铝这种新型的功能材料进行推广应用,就必须对影
较热点的问题。响泡沫铝及其夹芯衰减爆炸冲击波的因素进行系统分
目前国内外已经有部分学者对粘贴泡沫铝或泡沫析。通过分析各种影响因素,更进一步了解泡沫铝缓
铝夹芯层减轻结构上撞击或爆炸冲击波作用开展了相冲吸能层衰减爆炸冲击波的性能。这对于设计泡沫铝
关的研究。如 [1,2]对在结构上粘贴一层缓冲层具有重要的意义。
泡沫铝夹芯层用于减小撞击或爆炸冲击波对结构的作在一些特殊的应用领域,如精密仪器包装、炮航弹
用进行了理论分析,主要讨论粘贴夹芯层对结构本身战斗部等,此类结构对爆炸或撞击荷载的峰值压力比
变形的影响情况。Li[3]等人通过研究发现粘贴泡沫铝较敏感。为解决泡沫铝在此方面的应用问题,开展了
衰减爆炸荷载的作用是有条件的。
人[4]将泡沫铝夹芯作为装甲车或坦克的衰减冲击波吸相关研究。运用弹塑性应力波理论分析了泡沫铝材料
能层可以有效减轻装甲的重量及提高装甲的抗力。衰减冲击波的机理及其影响因素,然后运用数值模拟
[5]
Hanssen等人运用钟摆实验对粘贴泡沫铝的钟摆进方法考查了泡沫铝及其夹芯层衰减冲击波峰值压力的
行了近距离爆炸试验研究。研究结果显示,粘贴了泡性能及其影响因素,验证理论分析的合理性。通过研
沫铝的钟摆较没有粘贴泡沫铝的钟摆在相同爆炸荷载究总结出泡沫铝及其夹芯层衰减冲击波峰值压力的普
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作用下升高的高度反而增加。董永