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泡沫铝夹芯结构具有质轻、高比强度、高比刚度及良好的抗冲击性能,在航空航天、舰船制造和防护工程等诸多领域得到广泛的应用。目前,国内外对于以复合材料为面板的泡沫铝夹芯结构的研究相对较少,且大多集中在准静态力学性能方面。本文以CFRP/泡沫铝夹芯结构为研究对象,采用实验与数值模拟相结合的方法,研究其在冲击载荷作用下的失效模式和抗弹性能,具体研究内容及取得的研究成果如下:(1)利用一级轻气炮加载柱状平头弹对CFRP/泡沫铝夹芯结构进行弹道冲击实验,冲击速度在100～300m/s之间,得到了该夹芯结构的失效模式。在靶板被完全贯穿的情况下,前面板发生剪切破坏,被剪切下一个圆形薄片,泡沫铝芯层发生剪切穿孔,并且形成了大量的泡沫铝碎片,后面板背弹面出现“十字”花瓣形穿孔破坏。与单独的泡沫铝相比,CFRP/泡沫铝夹芯结构的抗平头弹冲击性能得到明显提高。利用PVDF压电传感器得到了冲击过程中的压力时程,结果表明,泡沫铝芯层对冲击载荷有较强的衰减作用。(2)利用ABAQUS/Explicit软件对CFRP/泡沫铝夹芯结构的抗冲击性能进行数值模拟,研究不同初速、不同弹丸形状及不同着角(弹道方向与靶板法向间的夹角)等撞击参数对CFRP/泡沫铝夹芯结构抗冲击性能的影响。数值模拟结果表明,在100～450m/s的速度范围内,随着冲击速度的增大,弹丸的动能损失会随之增大,该夹芯结构的抗弹性能越强。弹丸形状对CFRP/泡沫铝夹芯结构的抗冲击性能有较大影响,其抵抗平头弹冲击的性能强于抵抗球头弹冲击的性能;当撞击速度大于300m/s时,弹丸形状对CFRP/泡沫铝夹芯结构的抗冲击性能影响作用较小。不同撞击角度条件下,CFRP/泡沫铝夹芯结构的抗弹性能随着撞击着角的增大而增大。