冲击载荷下仿贝壳砖泥结构的动态响应.pdf

文档介绍：第 36 卷    第 1 期 高      压      物      理      学      报 Vol. 36, No. 1
2022 年 2 月 ******@
014202-1第 36 卷 刘英志等：冲击载荷下仿贝壳砖泥结构的动态响应 第 1 期      
本研究基于天然贝壳珍珠层砖泥排列的结构特点构建一类仿贝壳砖泥结构模型，通过落锤冲击试
验验证有限元模型的准确性，随后利用有限元模拟研究堆叠层数、冲击速度及锤头类型对仿贝壳砖泥
结构能量吸收性能的影响。 
1 几何模型及材料参数
本研究构建的仿贝壳砖泥结构中，砖是尺寸为2 mm的正方体胞元， mm，具体建模
过程如图1所示。首先分别建立单层砖、泥的单胞模型，随后将其组装在一起，相邻层之间均为对中排
布， mm的泥材料过渡，制成的堆叠层数为3层及5层的单胞模型如图1(c)所示，
 mm ×  mm ×   mm ×  mm ×  mm，将单胞模型沿面内两方向
分别阵列23次， mm后得到仿贝壳砖泥结构的整体模型，其平面尺寸为100 mm × 100 mm。
为研究层数对砖泥结构的影响，还建立了单层、双层及4层的结构，其构建方法与3层及5层仿贝壳砖
泥结构一致。
(c)
(a) (d)
(b)
图 1    仿贝壳砖泥结构构建流程：(a) 单层砖、泥单胞模型，(b) 单层单胞装配，(c) 3层及5层单胞模型，(d) 整体模型平面图
Fig. 1    Flowchart of construction of nacre-like brick and mortar structure: (a) unit model of single layer brick and mortar,
(b) assembly of single layer brick and mortar, (c) unit models of three-layer and five-layer, (d) plane of the overall model
 
天然贝壳珍珠层结构由材料性能差异较大的无机相碳酸钙（砖材料）及有机基质（泥材料）组成。
在实验过程中，以弹性模量较大的VeroWhite Plus材料替代无机相碳酸钙，该类材料光固化后具有较大
的承载能力；以可变形性较高的Tango Plus材料替代有机基质，该类材料光固化后有较好的可