泡沫鋁子彈撞擊下多孔金屬夾芯板的塑性動(dòng)力響應(yīng)研究三十二

與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較

泡沫子彈撞擊下泡沫金屬夾芯板的塑性動(dòng)力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，試件的幾何與材料參數(shù)如下，方板邊長為2L=250mm，面板厚度為h=0.5mm，泡沫芯層厚度為c=10mm，泡沫子彈截面半徑為r=18.25mm，面板材料密度為p_f=2.7x10^-6Kg/mm³，芯層材料密度為p_c=2.7x10^-7Kg/mm³，面板屈服強(qiáng)度為σ_f=0.0758GPa，芯層屈服強(qiáng)度為σ_c=0.0015GPa。將數(shù)據(jù)代入上一節(jié)產(chǎn)生的理論模型中，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如圖3-10所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，夾芯板的前面板表現(xiàn)出中心加載區(qū)域的局部壓入變形和外圍區(qū)域的整體大變形。泡沫芯層則表現(xiàn)出一個(gè)漸進(jìn)的變形模式，從邊緣至中心，明顯觀察到泡沫由沒有壓縮到壓縮的變化，在部分壓縮和無壓縮區(qū)之間可觀察到芯層的剪切失效。而后面板表現(xiàn)出非彈性大變形，整體變形為穹形，中心撓度最大，周邊最小。詳細(xì)結(jié)果見第二章。圖3-10給出了泡沫子彈撞擊下泡沫金屬夾芯板后面板中心的最大撓度的理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比圖。其中，撓度被正則化為Ψ=w/L，沖量被正則化為?=Ι/A₀(2ρ_fh+ρ_cc)√(σ_f/ρ_f)。圖中清楚表明，隨著沖量的增加，夾芯板的變形相應(yīng)增大，夾芯板受泡沫子彈撞擊下的中心最大撓度的理論預(yù)期與實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表2-3)基本一致。由此可知，本章發(fā)展的理論模型可以用來分析夾芯板的動(dòng)力響應(yīng)問題，下面應(yīng)用該模型分析加載面積、芯層密度及芯層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)變形的影響，為多孔金屬夾芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。