摘要：为提升舰船抗爆防护性能,探究船用夹层结构在冲击载荷下的毁伤机理,本文设计并开展船用u型折叠式夹层板近距空爆试验,分析夹层板在冲击波载荷作用下的变形及破坏模式,并进行有限元仿真分析。在此基础上,通过在炸药底部预制破片群,研究冲击波与破片联合作用下夹层板的毁伤特性,从面板破口大小、竖向位移和能量吸收三个方面,讨论面板厚度和爆距对夹层板抗爆性能的影响规律。结果表明:在冲击波与破片联合作用下,夹层板上面板的破坏形式为挠曲大变形、边界撕裂、冲塞破口和分散穿孔;下面板以挠曲大变形和凹坑为主;上面板破口形状随上面板厚度增加由“蝶形”向“类圆形”转变,此时上面板和芯层为主要吸能构件;夹层板中心区域的变形对爆距减小较为敏感,而边缘区域变形量无显著变化。夹层板的总吸能、下面板和芯层的吸能量和占比均随上面板厚度减小而增大,下面板和芯层厚度的改变对夹层板整体吸能及各部分占比影响较小。

摘要：力学性能优越的夹层板结构在飞机、高速列车等交通运输领域得到广泛应用.为研究u型夹层板空爆载荷下的损伤特性,利用有限元软件***分析u型夹层板空爆载荷下的损伤变形模式、耦合力、结构位移、速度、加速度、吸能,并与加筋板架对比;应用正交试验设计方法分析结构参数对抗爆性能的影响程度及较优的尺寸组合.分析表明:冲击载荷下u型夹层板上下面板的变形模式为膜拉伸,产生波浪式变形;夹芯层易于压皱变形,减少了对上面板冲击载荷的传递,同时夹芯层吸能效率较高,使得上面板的塑性变形显著减小;夹层板上下面板位移、速度、加速度、吸能均小于加筋板,表现出优良的抗爆性能.结构参数对夹层板抗爆性能影响程度的主次顺序为:夹芯角度、上面板厚度、夹芯壁厚度、下面板厚度;经验证,优化尺寸后的夹层板抗爆性能显著提高.

摘要：由于结构抗爆性能的要求越来越高,传统的加筋板结构不能使船舶结构性能得到明显的提高,因此以典型船舶上层建筑为分析对象,针对上层建筑前端壁结构开展轻量化设计,利用u型夹层板代替普通加筋板,同时开展有限元数值仿真分析,讨论u型夹层板的抗爆性能。结果表明,爆炸载荷作用下,由u型夹层板构成的上层建筑前端壁结构在延伸区域的变形相对较小,主要变形位置由板架中部转移到板架顶部,吸能情况也得到改善。u型夹层板结构提高了舱室内部人员与设备的安全性,表现出优良的抗爆性能,将其应用于船舶上层建筑,对降低船舶重心、提高结构性能具有重要意义。

摘要：折叠式夹层板具备优越的力学性能,可满足船舶设计的诸多要求,已开始应用于高端船舶的设计制造中。以u型折叠式夹层板为研究对象,从试验、仿真以及解析三方面,研究了面内准静态压缩载荷作用下u型折叠式夹层板的解析预报方法。通过设计开展准静态压缩试验以及相应的数值计算,分析得出了u型夹层板在准静态压缩载荷作用下结构变形的特征并对夹层板的变形过程进行归纳分类;在此基础上,提出了折叠式夹层板结构在准静态压缩载荷下的变形模式,建立了折叠式夹层板塑性变形的几何数学模型,并推导出夹层板结构变形抗力的解析计算公式,最后以试验和仿真结果为依据验证解析计算方法和公式的正确性。结果表明:解析结果与试验和仿真结果吻合较好,该研究的解析法对折叠式夹层板压皱性能设计及评估具有指导意义。

摘要：金属基夹层板在船舶耐撞及防护结构设计中的应用研究成为国内外研究热点,夹层板具有高效的吸能特性,尤其是夹芯层结构。以u型折叠式金属基夹层板为研究对象,对夹芯层开展横向压皱力学行为实验研究,利用有限元软件Abaqus对其进行数值仿真研究,对比分析夹芯层结构的压皱力、变形、吸能和平均压皱强度等参数,数值仿真分析了不同单元变形模式(ModeI和ModeII)、初始变形对压皱性能的影响。研究表明:试验研究与数值仿真分析得到的u型夹芯层结构压皱性能吻合较好。夹芯层结构变形模式对结构的压皱行为及其压皱性能有显著的影响,变形模式I的吸能效率、平均压皱强度等性能参数均高于变形模式II。初始缺陷决定了结构的变形模式,随着初始塑性位移缺陷增加夹芯层结构的压皱性能下降。