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    閉孔泡沫鋁夾芯板交通運(yùn)輸抗沖擊性能研究(1)

    日期:23-10-30     時(shí)間:03:20 來源: 益榮金屬

    閉孔泡沫鋁夾芯板交通運(yùn)輸抗沖擊性能研究(1)

    緒論


    研究背景介紹

    現(xiàn)代對(duì)艦船攻擊性武器的威力日益增強(qiáng),而且命中精度和突防能力都有很大的改進(jìn),因此,對(duì)艦船防護(hù)的要求也越來越高,大型艦船十分強(qiáng)調(diào)自身的裝甲防護(hù)和結(jié)構(gòu)防護(hù),艦船防護(hù)能力集中體現(xiàn)在艦船的舷側(cè)結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能上,這就讓我們想到怎么樣才能夠讓舷側(cè)結(jié)構(gòu)更加牢固,來延長(zhǎng)艦船的壽命,使其更具生命力。

    大型艦船防護(hù)系統(tǒng)主要有甲板防護(hù)、舷側(cè)防護(hù)、底部防護(hù)和專門防護(hù)組成,其中又以舷側(cè)防護(hù)的面積最大,防護(hù)要求最高。艦船舷側(cè)結(jié)構(gòu)通常為多層結(jié)構(gòu),其主要的防御對(duì)象為類似魚類的攻擊性武器的爆炸沖擊,所以舷側(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)置多層來衰減其沖擊波,艦船水下防護(hù)結(jié)構(gòu)般設(shè)有3-5道縱向防雷隔艙,隔艙可以是空艙,也可以是液艙或者其它多孔介質(zhì)材料。美英日等國(guó)艦船典型的防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想是將艦船結(jié)構(gòu)的第一層設(shè)為空艙,目的是給接觸爆炸時(shí)的外板提供變形的空間,并迅速衰減水中爆炸的沖擊壓力,般稱為膨脹艙;第二層隔艙一般為液艙,它可以使壁中集中載荷變成分布載荷,(液體的粘性,將對(duì)沖擊波和彈片起減速過濾作用)稱為吸收艙第三層隔艙又為空艙,在防雷艙結(jié)構(gòu)中,除設(shè)置釋放艙、吸收艙外,還要沿縱向設(shè)置道防護(hù)艙壁作為最后的防線,這道縱向防護(hù)艙壁實(shí)際上是-塊比較厚的平板,有時(shí)也稱為主裝甲板,其上沒有架構(gòu)加強(qiáng),可假設(shè)為平面應(yīng)力板,允許其變形,這層板可以產(chǎn)生裂紋并滲水,但要不能碰到最后一道隔壁,確保沖擊波不能夠?qū)?nèi)層的結(jié)構(gòu)的破壞作用,所以有必要加強(qiáng)鞏固其防護(hù)結(jié)構(gòu)。

    因此為了提高艦船結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能,使沖擊能量的耗散盡可能以一種可控制的方式進(jìn)行,有時(shí)需要設(shè)計(jì)些特殊的結(jié)構(gòu)元件作為能量吸收裝置,或者叫能量耗散裝置。國(guó)內(nèi)外很多人通過對(duì)泡沫鋁力學(xué)性能的研究,認(rèn)為泡沫鋁材料是種很好的吸能材料,再加上泡沫鋁質(zhì)量輕,減震性好,成型容易,緩沖性能好等特點(diǎn),基于這個(gè)特點(diǎn),如果以其為內(nèi)襯材料做夾芯板防護(hù)結(jié)構(gòu),會(huì)達(dá)到有更好的抗沖擊性能要求。

    沖擊波按其傳播速度分為低速、中速、高速?zèng)_擊波,國(guó)內(nèi)外些學(xué)者對(duì)泡沫材料做高速?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果顯示其衰減沖擊波的功能不是很顯著,分析原因認(rèn)為泡沫材料在高速?zèng)_擊波下瞬間達(dá)到致密狀態(tài)其多孔材料的吸能特性失去了效用。針對(duì)于中低速?zèng)_擊波,需要將其設(shè)計(jì)成在沖擊載荷作用時(shí)工作在“薄膜應(yīng)力”狀態(tài)下。即利用平板在薄膜應(yīng)力狀態(tài)下能產(chǎn)生大撓度而不破損的特性來最大可能地吸收沖擊能量。由于該防護(hù)艙壁本身不參與其它強(qiáng)度,產(chǎn)生大撓度時(shí),不會(huì)影響船的其它性能,因此這種設(shè)計(jì)是可行的。二戰(zhàn)后各國(guó)的艦船舷側(cè)防護(hù)結(jié)構(gòu)水下防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平有了很大的進(jìn)步。人們開始對(duì)水下艦船舷側(cè)爆炸問題進(jìn)行比較系統(tǒng)的研究比較多,但是對(duì)泡沫鋁夾芯板結(jié)構(gòu)的中低速?zèng)_擊載荷的研究相對(duì)少。對(duì)于艦船實(shí)艦沖擊載荷試驗(yàn),可見的國(guó)內(nèi)外公布的資料不是很多,般情況下,人們都是將實(shí)際模型簡(jiǎn)化后進(jìn)行試驗(yàn)。

    本文所提出了新型的抗沖擊防護(hù)體結(jié)構(gòu)的很多特性以及應(yīng)用方面的防護(hù)性問題,特別是對(duì)夾芯板的碰撞沖擊實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬方面的研究更值得我們?nèi)パ芯俊?/span>

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