雙層殼體在沖擊載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、在工程領(lǐng)域常常需要在殼體的設(shè)計(jì)和分析中考慮沖擊、碰撞等因素，因此，對(duì)雙層殼體在沖擊載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析具有重要的應(yīng)用背景。 本論文對(duì)LY12鋁合金材料進(jìn)行了高速撞擊實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行了設(shè)計(jì)、加工。采集了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行了分析。得到了在52m/s和32m/s兩種速度撞擊下的LY12鋁合金的材料特性、本構(gòu)關(guān)系等數(shù)據(jù)。 采用動(dòng)力有限元顯式積分方法的拉格朗日求解器，對(duì)雙層殼體高速撞擊靶體的塑性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬。

2、得到了雙層殼體在兩種不同速度下垂直撞擊兩種不同硬度靶體過(guò)程中，雙層殼體的變形、結(jié)構(gòu)的位移、速度、加速度與時(shí)間之間的關(guān)系，不同時(shí)刻外殼、中殼、以及內(nèi)部實(shí)體的動(dòng)力響應(yīng)模態(tài)，以及雙層殼體在軸向高速撞擊下結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程。 在對(duì)原型結(jié)構(gòu)的仿真分析后，依據(jù)材料撞擊下能量耗散機(jī)理，對(duì)原型雙層殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了以防護(hù)內(nèi)部實(shí)體、確保彈體空中飛行參數(shù)和節(jié)約材料為目的的優(yōu)化設(shè)計(jì)。先后分別設(shè)計(jì)了三種結(jié)構(gòu)，并分別對(duì)其在兩種不同速度下垂直撞擊兩種不同硬度靶體

3、過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了不同時(shí)刻、不同結(jié)構(gòu)的外殼、中殼、以及內(nèi)部實(shí)體的應(yīng)力、應(yīng)變的大小和分布，不同結(jié)構(gòu)內(nèi)部實(shí)體的位移、速度、加速度與時(shí)間之間的關(guān)系曲線，以及雙層殼體在軸向高速撞擊下結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程。經(jīng)過(guò)對(duì)包括原型在內(nèi)的四種結(jié)構(gòu)的內(nèi)部實(shí)體、中殼和外殼的分析和對(duì)比，得到了在沖擊載荷不太大的情況下，支架交錯(cuò)分布設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)3，明顯減小了內(nèi)部實(shí)體在撞擊時(shí)受到的應(yīng)力作用，為最佳結(jié)構(gòu)。 當(dāng)沖擊載荷較大的情況下，結(jié)構(gòu)4的外殼和中殼之間的支架