具有恒定冲击载荷的梯度泡沫金属材料设计

作     者：常白雪 郑志军 赵凯 何思渊 虞吉林 CHANG Baixue;ZHENG Zhijun;ZHAO Kai;HE Siyuan;YU Jilin

作者机构：中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230026 西安交通大学航天学院机械结构强度与振动国家重点实验室陕西西安710049 东南大学生物科学与医学工程学院生物电子学国家重点实验室江苏南京210096 

基　　金：国家自然科学基金(11772330 11872360 11572087) 中央高校基本科研业务费专项资金(WK2480000003) 机械结构强度与振动国家重点实验室开放基金(SV2017-KF-13) 

出 版 物：《爆炸与冲击》 (Explosion and Shock Waves)

年 卷 期：2019年第39卷第4期

页      码：1-9页

摘      要：多胞材料可通过大变形大量地吸收冲击能量,引入密度梯度可进一步提高其耐撞性。梯度多胞材料的宏观力学响应对材料密度分布极为敏感,不同类型的细观构型的影响也极为不同。已有的研究工作主要局限在对给定的密度梯度分析其动态响应,较少对耐撞性设计方法进行研究。本文针对梯度闭孔泡沫金属材料,基于非线性塑性冲击波模型发展了耐撞性反向设计方法,以维持冲击物受载恒定为目标,运用级数法获得了简化模型和渐近解。利用变胞元尺寸法构建了连续梯度变化的三维Voronoi细观有限元模型,并利用ABAQUS/Explicit有限元软件对理论设计进行数值验证。结果表明,反向设计理论简化模型的渐近解对于梯度闭孔泡沫金属材料的耐撞性设计是有效的,所提出的耐撞性设计方法在控制冲击吸能过程和冲击物受载方面具有指导意义。

主 题 词：梯度多胞材料 耐撞性 渐近解 冲击波模型 细观有限元模型 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0704[理学-天文学类] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11883/bzycj-2018-0431

馆 藏 号：203625910...