【摘 要】
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由于夹芯结构具有轻质、比强度高、比刚度高以及优良的抗爆抗冲击性能,广泛应用于民用及军用防护结构设计中。随着现代战争对防护结构性能要求的不断提高,传统的夹芯结构已不能满足工程设计要求,迫切需要开发具有优良吸能能力的新型夹芯结构。S型褶皱夹芯结构作为一种新颖的夹芯结构,非常有前景替代蜂窝夹芯结构应用于防护结构设计中。爆炸及弹体冲击是防护结构工程应用中经常面临的冲击载荷作用形式。因此,对S型褶皱夹芯结构
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由于夹芯结构具有轻质、比强度高、比刚度高以及优良的抗爆抗冲击性能,广泛应用于民用及军用防护结构设计中。随着现代战争对防护结构性能要求的不断提高,传统的夹芯结构已不能满足工程设计要求,迫切需要开发具有优良吸能能力的新型夹芯结构。S型褶皱夹芯结构作为一种新颖的夹芯结构,非常有前景替代蜂窝夹芯结构应用于防护结构设计中。爆炸及弹体冲击是防护结构工程应用中经常面临的冲击载荷作用形式。因此,对S型褶皱夹芯结构开展爆炸及弹道冲击研究,为夹芯结构进一步工程应用奠定基础。本文的主要研究工作如下:（1）基于V型褶皱芯子设计S型褶皱芯子,设计并制备了S型热压成型模具。以玻璃纤维预浸料为原料,制备了S型玻璃纤维复合材料褶皱夹芯结构。（2）使用泡沫铝弹体加载手段,对S型褶皱夹芯结构抗爆炸性能进行了研究,通过三维数字图像相关（3D-DIC）方法记录了靶板背面板动态变形过程,研究了冲击位置、冲击波强度、面板厚度以及芯层厚度对结构抗爆性能的影响。结果表明褶皱夹芯结构构型参数对其抗爆性能影响显著,为S型褶皱夹芯结构的轻量化设计及抗爆炸设计提供了一些基本的数据支持。（3）使用一级气炮对S型褶皱夹芯结构在平头弹高速冲击下的响应特性进行了研究,获取了冲击位置及冲击速度对夹芯结构冲击损伤模式的影响规律。基于Hashin和Yeh失效准则使用FORTRAN语言编写用户材料子程序（VUMAT）,在有限元软件ABAQUS/Explicit中建立了弹体撞击靶板的有限元模型,结合实验验证了模型的有效性。结果表明,S型褶皱夹芯结构波峰位置的抗冲击性能更优。冲击位置对夹芯结构面板损伤模式无影响,但对芯体的损伤模式存在影响。
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