摘要：目前夹芯结构由于其轻质、减振、隔声等优良性能,已在隔声壁板、减振结构设计等领域得到广泛的应用。夹芯板在低频振动中通常易于表现为弯曲振动模式,但夹芯板面板材料和芯材材料的性能往往差别较大,在中高频段易产生较为丰富的振动模式,因此建立一种适用于各个频段的夹芯板振动理论预报方法是十分必要的。本文发展了一种新的夹芯板振动理论计算方法,对夹芯板的芯材应用三维弹性力学理论,面板应用薄板理论。本文建立的理论方法可综合体现夹芯板弯曲变形模式和膨胀变形模式,容许夹芯板产生法向形变,可显著提高中高频夹芯板的振动预报计算精度。通过算例将本文理论方法的计算结果与其它理论计算方法和有限元计算的结果进行了对比,证明了本文理论方法的有效性和优势。

摘要：研究了一种基于空间填充设计方法与二维泰森多边形方法的梯度连续可控夹层结构的设计方法.通过控制形核点的分布函数,实现夹层结构面内相对密度的径向梯度分布且环向均匀分布,进而对结构的抗冲击性能进行调控设计.利用6061O铝合金加工制备了不同面板厚度的梯度夹层板进行落锤冲击实验,并采用Abaqus/Explicit软件建立了三维有限元分析模型,实验结果和数值模拟结果有较好的一致性.通过实验观测与数值模拟得到梯度夹层板在低速局部冲击载荷作用下的变形机制,基于理想刚塑性金属材料本构建立了低速局部冲击载荷作用下面内梯度夹层板动态响应的理论分析模型,分析了面板与芯层的变形模式与吸能机理.对形核点分布函数特征参数进行了分析,得到了形核点分布函数对梯度夹层板抗冲击性能的影响规律,阐明了特征参数对力学性能的调控机制.以特征参数为设计变量,以低速局部冲击载荷作用下梯度夹层板的抗冲击性能为优化目标,建立多目标优化问题,利用试验设计方法、代理模型技术及多目标遗传算法求解得到Pareto解集,并利用最小距离选择法得到了综合最优解.验证了梯度连续可控夹层结构的设计方法是可行且有效的.

摘要：为进一步理解强爆炸载荷下蜂窝夹芯板的抗爆机理,采用ABAQUS/Explicit有限元软件,对3种蜂窝夹芯板的抗爆性能进行了数值模拟分析.对比了圆孔蜂窝、六边形蜂窝和六角排列圆管3种芯层结构的单胞的面外压缩性能,分析了夹芯板在爆炸载荷作用下的变形过程.结果表明:对于相同相对密度的3种芯层,在准静态压缩下,六角排列圆管最容易压缩,其平台应力最低,而圆孔蜂窝的平台应力最高.在相同的结构参数与爆炸载荷作用下,六角排列圆管夹芯板的背板挠度最小,抗爆性能最优.分析了圆管夹芯板抗爆性能的参数影响,结合载荷传递与芯层压缩变形机制,阐明了夹芯板的抗爆机理,并指出总吸能量不能直接反映夹芯板抗爆性能优劣.

摘要：面向弹道冲击防护,设计制备了1060铝合金材质的内凹弧形(re-entrant circular,REC)和传统内凹(re-entrant,RE)六边形蜂窝夹芯板。采用钢质圆柱弹低速冲击试验结合有限元数值仿真,研究对比了两类蜂窝夹芯板的低速弹道冲击动态响应与防护性能。进而,利用经验证的有限元模型,仿真分析着靶速度对两类蜂窝夹芯板的低速弹道冲击最大永久压缩量、局部泊松比值和各部件吸能占比的影响。最后,分析了REC蜂窝胞元的圆弧胞壁半径、胞元长度等结构参数对夹芯板低速弹道冲击响应的影响。结果表明:相比RE蜂窝,REC蜂窝夹芯板在相同弹道冲击载荷下最大永久压缩量更小,抗弹性能更优,并且低速下优势更显著;随着胞元长度和圆弧胞壁半径减小,REC蜂窝夹芯板的抗弹性能可进一步提升。

摘要：本研究提出一种立式瓦楞结构的木门芯层填充材料,使用该材料制成不同结构的复合板,依据相关标准测试对比复合板隔声性能,之后将该材料用于木门芯层填充,对比验证木门门扇和整樘门的隔声性能。该研究旨在实现立式瓦楞板在复合木门芯层填充中的应用,并实现一种轻质隔声的复合木门,同时为木门的量产提供更加全面、系统的数据参考和技术支持。结果表明,在复合板隔声测试过程中,立式瓦楞复合板计权隔声量比桥洞力学复合板和蜂窝复合板分别高0.6和3.4 dB,证明其作为隔声木门芯层填充的可行性。通过调整立式瓦楞复合板瓦楞层的排列形式和更换芯夹层材料,最高可以分别提高隔声性能0.6和2.6 dB,表明立式瓦楞复合板的隔声性能存在提升空间。木门隔声测试结果表明,采用双层立式瓦楞板填充的木门在门扇隔声测试和整樘门隔声测试中,隔声性能分别高于采用桥洞力学板填充的木门2和1 dB,证明立式瓦楞用于木门芯层填充具有良好隔声性能。

摘要：通过真空辅助树脂注射技术制备出由亚麻纤维面板和聚氨酯泡沫材料芯组成的夹芯板,分别在25、40、55和70℃下对夹芯板开展水浸泡老化实验,并对老化后的夹芯板进行低速冲击测试。采用正交实验设计,考察了夹芯板在不同温度下的吸湿率和抗冲击能力随时间变化规律。分析了夹芯板的接触力、位移和吸收能量等冲击响应历程,结合夹芯板损伤形态观察,研究了老化后夹芯板的冲击损伤特征。结果表明:随着老化温度的提升和老化时间的延长,夹芯板的吸湿率逐渐增大,抗冲击性能呈阶梯状下降;与25℃老化条件对比,70℃老化30 d的夹芯板受12 J能量冲击时的峰值力下降51.6%,吸收能量下降56.7%。

摘要：为探究爆炸荷载作用下高强钢丝编织结构夹芯板的响应过程,在实爆试验的基础上,采用有限元方法,分析高强钢丝编织结构夹芯板的响应过程,对比不同芯层高度夹芯板的响应模式;研究不同芯层参数对于高强钢丝编织结构夹芯板抗爆性能的影响规律;根据无量纲冲量与无量纲变形量的计算公式,进一步推导高强钢丝编织结构夹芯板的设计指导公式。试验及数值模拟结果表明:当面板、荷载以及材料参数固定时,高强钢丝编织结构的芯层高度选取在58~78 mm为宜,且在此区间内,芯层高度越高夹芯板抗爆性能越好,偏折角越小夹芯板抗爆性能越好。研究可为高强钢丝编织结构夹芯板抗爆性能的优化设计提供参考。

摘要：本文根据平面波正入射基本理论,以三明治夹芯平板结构为对象,利用多物理场有限元软件Comsol开展了声学特性仿真分析,研究其在正入射条件下的声学特性。首先通过与单一平板结构理论解的对比,验证了该仿真模型的准确性;随后讨论了正入射时,平板厚度与平板材料参数等变化对于三明治夹芯平板反射性能与透射性能的影响规律。

摘要：针对民用建筑物墙、板构件提出一种新型的Ⅰ-Ⅴ型夹芯板防护结构,采用非线性有限元软件LS-DYNA,开展近爆冲击波和破片群联合作用下Ⅰ-Ⅴ型夹芯板的防护性能研究.从质量损失、能量吸收和竖向峰值位移响应3个方面,研究了炸药比例距离、炸药起爆位置对夹芯板防护效果的影响,同时对夹芯板的实际防护性能进行了验证.结果表明:炸药比例距离对Ⅰ-Ⅴ型夹芯板的防护性能有较大的影响;不同炸药起爆位置对Ⅰ-Ⅴ型夹芯板的毁伤程度不同,在轴向增加起爆点的个数并不能显著增大Ⅰ-Ⅴ型夹芯板的毁伤程度;有Ⅰ-Ⅴ型夹芯板防护的钢筋混凝土板迎爆面只有少量混凝土脱落,且无钢筋外露,背爆面无混凝土脱落,也无钢筋外露,塑性变形区域较小,整体没有形成贯穿破坏,Ⅰ-Ⅴ型夹芯板的实际防护效果很好.

摘要：基于一阶ZIG-ZAG理论和夹芯层的常复数模型,采用Navier解形式对铺层方式为(0°/90°/0°)的薄的四边简支三层夹芯板的自由振动进行分析。研究了在夹芯板总厚度不变的前提下,固有频率随着表层厚度的增加呈现先减小后增大的趋势,呈上凹抛物线状;损耗因子值随着表层厚度的增加呈现先增大后降低的趋势,分布呈下凸抛物线状,最大值出现在表层和底层厚度相等时,因此对称结构夹芯板为最优结构设计;在夹芯层厚度和位置一定的前提下,固有频率的值随着表层和底层厚度的增加而增大,损耗因子值随着表层和底层厚度的增加呈现先增加后减小的趋势,损耗因子存在最大值,为夹芯板结构的最优设计提供参考。