球头落锤冲击下金字塔点阵夹芯板结构的动态响应实验

张振华 钱海峰 王媛欣 牟金磊 梅志远 牛闯

张振华, 钱海峰, 王媛欣, 牟金磊, 梅志远, 牛闯. 球头落锤冲击下金字塔点阵夹芯板结构的动态响应实验[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(6): 888-894. doi: 10.11883/1001-1455(2015)06-0888-07
引用本文: 张振华, 钱海峰, 王媛欣, 牟金磊, 梅志远, 牛闯. 球头落锤冲击下金字塔点阵夹芯板结构的动态响应实验[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(6): 888-894. doi: 10.11883/1001-1455(2015)06-0888-07
Zhang Zhen-hua, Qian Hai-feng, Wang Yuan-xin, Mou Jin-lei, Mei Zhi-yuan, Niu Chuang. Experiment of dynamic response of multilayered pyramidal lattices during ball hammer collision loading[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(6): 888-894. doi: 10.11883/1001-1455(2015)06-0888-07
Citation: Zhang Zhen-hua, Qian Hai-feng, Wang Yuan-xin, Mou Jin-lei, Mei Zhi-yuan, Niu Chuang. Experiment of dynamic response of multilayered pyramidal lattices during ball hammer collision loading[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(6): 888-894. doi: 10.11883/1001-1455(2015)06-0888-07

球头落锤冲击下金字塔点阵夹芯板结构的动态响应实验

doi: 10.11883/1001-1455(2015)06-0888-07
基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目;国家自然科学基金面上项目(51479205);国家自然科学基金项目(51309231)
详细信息
    作者简介:

    张振华(1976—), 男, 博士, 副教授

    通讯作者:

    王媛欣, 1016648121@qq.com

  • 中图分类号: O347.3

Experiment of dynamic response of multilayered pyramidal lattices during ball hammer collision loading

  • 摘要: 为研究金字塔点阵夹芯板结构在球头落锤碰撞冲击下的抗冲击性能,采用模型实验的方法,加工制作了金字塔点阵4层夹芯板实验模型。通过实验得到了金字塔点阵夹芯板结构在碰撞冲击载荷作用下的坍塌变形过程和变形模式,揭示了点阵结构夹芯层的吸能机理。结果表明,在球头落锤的中等强度冲击载荷下,整个夹芯板结构的最终变形可划分为迎冲面、夹层和背冲面3个区域,形成类似“三明治”式的变形模式。
  • 图  1  金字塔单元结构的设计尺寸图

    Figure  1.  Dimension of unit cell of pyramidal lattice structure

    图  2  金字塔点阵夹芯板结构设计图

    Figure  2.  Design chart of multilayered pyramidal lattices

    图  3  模型装配设计图

    Figure  3.  Assemble chart of multilayered pyramidal lattices

    图  4  实验实施情况

    Figure  4.  The testing ground

    图  5  冲击架和模型定位情况

    Figure  5.  The location of the model

    图  6  落锤尺寸图

    Figure  6.  Dimension of the drop hammer

    图  7  高速摄影影像(单位:mm)

    Figure  7.  High-speed photographic image(unit: mm)

    图  8  落锤的位移时程图

    Figure  8.  Displacement of drop hammer

    图  9  落锤的速度时程

    Figure  9.  Speed histories of drop hammer

    图  10  上面板中心点坍塌位移拟合曲线

    Figure  10.  Displacement history of central point of front plate

    图  11  上面板中心点坍塌速度拟合曲线

    Figure  11.  Speed history of central point of front plate

    图  12  模型整体破坏情况图

    Figure  12.  Model after collision

    图  13  上面板凹陷情况图

    Figure  13.  Distortion of front plate

    图  14  下面板变形情况

    Figure  14.  Distortion of back plate

    图  15  夹芯层整体变形情况

    Figure  15.  View of the damaged core layers

  • [1] 卢天健, 何德坪, 陈常青, 等.超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[J].力学进展, 2006, 36(4): 517-535. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=lxjz200604004

    Lu Tian-jian, He De-ping, Chen Chang-qing, et al. The multi-functionality of ultra-light porous metals and their applications[J]. Advances in Mechanics, 2006, 36(4): 517-535. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=lxjz200604004
    [2] 范华林, 杨卫.轻质高强点阵材料及其力学性能研究进展[J].力学进展, 2007, 37(1): 99-112. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-LXJZ200701012.htm

    Fan Hua-lin, Yang Wei. Development of lattice materials with high specific stiffness and strength[J]. Advances in Mechanics, 2007, 37(1): 99-112. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-LXJZ200701012.htm
    [3] Evans A G. Lightweight materials and structures[J]. Materials Research Bulletin, 2001, 26: 790-797. doi: 10.1557/mrs2001.206
    [4] Evans A G, Hutchinson J W, Fleck N A, et al. The topological design of multifunctional cellular metals[J]. Progress in Materials Science, 2001, 46(3): 309-327. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642500000165
    [5] 方岱宁, 张一慧, 崔晓东.轻质点阵材料力学与多功能设计[M].北京: 科学出版社, 2009: 5-9.
    [6] Wadley H N G. Blast and fragment protective sandwich panel concepts for stainless steel monohull designs[R]. ADA488340, 2008.
    [7] Wadley H, Dharmasena K, Chen Y, et al. Compressive response of multilayered pyramidal lattices during underwater shock loading[J]. International Journal of Impact Engineering, 2008, 35: 1102-1114. doi: 10.1016/j.ijimpeng.2007.06.009
    [8] Wei Z, DeshpandeVS, Evans A G, et al. The resistance of metallic plates to localized impulse[J]. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 2008, 56(5): 2074-2091. doi: 10.1016/j.jmps.2007.10.010
    [9] Xue Z, Hutchinson J W. A comparative study of impulse-resistance metal sandwich plates[J]. International Journal of Impact Engineering, 2004, 30: 1283-1305. doi: 10.1016/j.ijimpeng.2003.08.007
    [10] Kooistra G W, Deshpande V S, Wadley H. Compressive behavior of age hardenable tetrahedral lattice truss structure made from aluminum[J]. Acta Materialia, 2004, 52(14): 4229-4237. doi: 10.1016/j.actamat.2004.05.039
    [11] 吴梵, 朱锡, 梅志远.船舶结构力学[M].北京: 国防工业出版社, 2010: 187-195.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-16
  • 修回日期:  2014-09-27
  • 刊出日期:  2015-12-10

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