国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

泡沫夾芯結構受撞擊后的撓度分析方法
【專利摘要】本發明公開了一種泡沫夾芯結構受撞擊后的撓度分析方法，通過本發明的一系列公式，計算上、下面板的速度值，對中點速度值進行時間積分可得到中點的撓度值。根據計算出的撓度值，選取適當的結構尺寸，使泡沫夾芯結構在受到沖擊時，結構變形最小，進而提高結構的防護能力。
【專利說明】泡沬夾芯結構受撞擊后的撓度分析方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及夾芯結構撞擊后的變形模式，更具體地，涉及一種泡沫夾芯結構受撞擊后的撓度值分析方法。
【背景技術】
[0002]夾芯板(殼)是由兩塊高強度的薄表層(承載層)和填充其中用以保證兩塊表層共同工作的輕質中間層(芯層)所組成。表層通常采用金屬、復合材料層板、硬塑料等。芯層可以采用塑料或金屬泡沫、柵格材料、蜂窩鋁、波紋金屬薄片等。這種結構具有重量輕、高能量吸收的特點。因此被廣泛應用于航天、航空、軍事、汽車等高科技領域。
[0003]在實際的應用中，被防護物往往是在要求具有質量限制的應用場合中或者面對確定的沖擊荷載作用時被使用，這就要求在同等質量情況下，盡可能的降低結構的變形，對被防護物起到更有效的沖擊防護作用，并且使吸收能量的過程和效率可以控制，從而實現多孔材料的多目標優化。目前輕量化設計主要使用夾芯結構。因此，針對確定的應用場合，在質量及結構尺寸一定的條件下，如何選取和設計夾芯結構，在沖擊載荷作用下，更好地減少結構的整體變形，對于實現泡沫夾芯結構的多目標優化設計有重要意義。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種泡沫夾芯結構受撞擊后的撓度分析方法，對于已有泡沫材料，通過選取適當的結構尺寸，使其在受到沖擊時，結構變形最小，進而提高結構的防護能力。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案:
[0006]一種泡沫夾芯結構受撞擊后的撓度分析方法，包括如下步驟:
[0007]所述夾芯結構包括上、下面板及泡沫夾芯，該結構的撓度分析方法包括如下步驟:
[0008]I)對泡沫夾芯結構受撞擊后的變形狀態進行分析；
[0009]2)根據所述變形狀態建立泡沫夾芯結構的上、下面板的速度模型；
[0010]3)確定影響速度模型的參數值；
[0011]4)將確定后的參數值代入所述速度模型中，并對上、下面板的速度模型進行時間積分，得到泡沫夾芯結構中下面板的中點位移，即其撓度值。
[0012]優選地，步驟I)所述變形狀態為用于描述結構動力響應的運動三相，所述運動三相分別為運動第一相，運動第二相和運動第三相；
[0013]所述運動第一相:一個塑性鉸在t = O時在撞擊點產生，并分別從跨中點向兩個固定端傳播，當塑性鉸傳播到固定端時，第一相結束；
[0014]所述運動第二相:當上面板的速度比下面板速度大時，上面板繼續減速，而下面板繼續加速，直到達到共同速度，或芯材達到致密化，第二相結束；
[0015]所述運動第三相，泡沫夾芯結構發生整體變形，以共同速度減速，直至梁和撞擊物靜止為止。
[0016]優選地，步驟2)所述速度模型為運動第一相、運動第二相和運動第三相中上、下面板的速度模型。
[0017]優選地，步驟3)所述參數包括上、下面板的單位長度質量，上面面板的彎矩，面板中點的壓縮應變。
[0018]優選地，步驟4)所述的對速度模型進行時間積分指對運動第一相、運動第二相和運動第三相中的上、下面板的速度模型分別進行時間積分。
[0019]優選地，所述參數由如下公式計算得到:
[0020]上、下面板的單位長度質量
[0021]將芯材簡化為完全塑性彈簧，彈簧連接上、下面板，上、下面板單位長度質量分別為:
[0022]mf = P fbhf+ P cbC/2, mb = P bbhb+ P cbC/2, (I)
[0023]式中hf表不上面板厚度，hb表不下面板厚度，C表不芯材的厚度；b為夾芯結構的寬度；P f表不上面板的密度，Pb表不下面板的密度，P。表不芯材的密度。 [0024]上面面板的彎矩，
[0025]簡化后的上、下面板彎矩分別為:
【權利要求】
1.一種泡沫夾芯結構受撞擊后的撓度分析方法，其特征在于，所述夾芯結構包括上、下面板及泡沫夾芯，該結構的撓度分析方法包括如下步驟: 1)對泡沫夾芯結構受撞擊后的變形狀態進行分析； 2)根據所述變形狀態建立泡沫夾芯結構的上、下面板的速度模型； 3)確定影響速度模型的參數值； 4)將確定后的參數值代入所述速度模型中，并對上、下面板的速度模型進行時間積分，得到泡沫夾芯結構中下面板的中點位移，即其撓度值。
2.根據權利要求1所述的撓度分析方法，其特征在于:步驟I)所述變形狀態為用于描述結構動力響應的運動三相，所述運動三相分別為運動第一相，運動第二相和運動第三相； 所述運動第一相:一個塑性鉸在t = O時在撞擊點產生，并分別從跨中點向兩個固定端傳播，當塑性鉸傳播到固定端時，第一相結束； 所述運動第二相:當上面板的速度比下面板速度大時，上面板繼續減速，而下面板繼續加速，直到達到共同速度，或芯材達到致密化，第二相結束； 所述運動第三相，泡沫夾芯結構發生整體變形，以共同速度減速，直至梁和撞擊物靜止為止。
3.根據權利要求1所述的撓度分析方法，其特征在于:步驟2)所述速度模型為運動第一相、運動第二相和運動第三相中上、下面板的速度模型。
4.根據權利要求1所述的撓度分析方法，其特征在于:步驟3)所述參數包括上、下面板的單位長度質量，上面面板的彎矩，面板中點的壓縮應變。
5.根據權利要求1所述的撓度分析方法，其特征在于:步驟4)所述的對速度模型進行時間積分指對運動第一相、運動第二相和運動第三相中的上、下面板的速度模型分別進行時間積分。
6.根據權利要求4所述的撓度分析方法，其特征在于:所述參數由如下公式計算得到: 將芯材簡化為完全塑性彈簧，彈簧連接上、下面板，上、下面板單位長度質量分別為:
mf = P fbhf+ P cbC/2, mb = P bbhb+ P cbC/2, (I) 式中1^表75上面板厚度，hb表下面板厚度,C表芯材的厚度；b為夾芯結構的寬度；Pf表不上面板的密度，Pb表不下面板的密度，P。表不芯材的密度； 上面面板的彎矩， 簡化后的上、下面板彎矩分別為: Mfo - Mr + Mv !2- <Tvhlrf / 4 + Mc / 2(2a) Um =Mh+ M1- / 2 = σβξ / 4 + Mc / 2(2b) 式中Mf表示上面板的彎矩，Mb表示下面板的彎矩，σ y表示面板的屈服強度，b為夾芯結構的寬度；M。表示芯材的彎矩M。= OyeC2(1-Eni)VlS* σ y。表示芯材的屈服強度；面板整體中點的壓縮應變ε m = Wf — Wb I /C (3) ε m表示面板整體中點的壓縮應變，Wf表示上面板的中點撓度，Wb表示下面板的中點撓度。
7.根據權利要求3所述的撓度分析方法，其特征在于:所述運動第一相、運動第二相和運動第三相中上、下面板的速度模型為下述公式: 運動第一相，上、下面板的速度模型分別為
8.根據權利要求2所述的撓度分析方法，其特征在于:在所述第一相時，根據時間積分求得的上、下面板撓度值，如果|wfi+wbi|/C> ε D即芯材達到致密化，直接進入第三相；eD表示鎖定應變； 在第二相時，當芯材達到致密化，即|wfi—wbi|/C≥ε D或上、下面板的速度一致時(f-K- = K )，第二相結束，ε D表示鎖定應變; 在第三相時，當乂 = <時，或芯材發生致密化，整個梁作為一個整體進行變形，上面板和下面板沒有相對運動。
9.根據權利要求2所述的撓度分析方法，其特征在于:在第三相當梁和撞擊物靜止時，剩余動能全部耗散于位于兩個固定端和中點的駐定塑性鉸中。
10.權利要求1所述的撓度分析方法用于控制結構的防護能力，其特征在于:夾芯結構的尺寸和材料強度確定時，受到質量沖擊后的撓度可以積分得到，通過改變結構尺寸和材料強度，使得計算的撓度值最小，從而實現控制結構的防護能力。
【文檔編號】G01M5/00GK103954416SQ201410177798
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】劉穎, 姜文征 申請人:北京交通大學