中低速荷载作用下NOMEx蜂窝结构的塑性变形模式研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li13688
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文主要对蜂窝结构及其夹芯结构在准静态压缩荷载、子弹撞击荷载和落锤冲击荷载下的塑性动力响应进行了系统深入的实验和研究。   首先,应用准静态压缩荷载研究了NOMEX蜂窝结构和铝蜂窝结构在加载过程中的塑性变形模式,从实验研究和理论分析两个方面展开了系统的工作,取得如下成果:   实验研究发现,在准静态压缩荷载下孔径尺寸为4.76mm的NOMEX蜂窝结构和相同孔径尺寸的铝蜂窝结构的塑性变形均为屈曲重叠褶皱变形,而孔径尺寸为3.18mm的NOMEX蜂窝结构的变形则与上述变形完全不同,其在准静态压缩荷载下,在弹性变形阶段就因为整体失稳而破坏,丧失了承载能力。参数研究(包括蜂窝结构密度、蜂窝基体材料对蜂窝结构性能的影响)表明,密度的改变会彻底改变蜂窝结构的力学性能及变形模式,孔径尺寸为3.18mm的。NOMEX蜂窝结构并没有孔洞材料特有的恒应力下产生大的塑性变形的受力特性,其荷载-位移曲线只有弹性阶段,而孔径尺寸为4.76mm的NOMEX蜂窝结构的荷载.位移曲线则三阶段明显,特别是平台区明显;相同孔径,不同材料的蜂窝结构荷载-位移曲线的线形基本相同,不同之处在于由基体材料不同引起的峰值应力以及平台应力大小,以及平台区线形的稳定性有略微的区别;增加了蒙皮成为蜂窝夹芯结构,与单纯的蜂窝结构的受力性能相比,峰值应力和芯层的屈服应力显著增大,说明蒙皮对蜂窝夹芯结构承载压力有重要的作用,显示出蜂窝夹芯结构以高强度、高吸能性兼顾了蒙皮与蜂窝芯两种材料的优点。   其次,本文进行了子弹撞击荷载下蜂窝夹芯结构的变形模式和落锤冲击荷载下蜂窝夹芯板的塑性变形模式的研究。   实验采用子弹撞击的加载方式,对NOMEX蜂窝夹芯梁施加大小不同的冲量,使用激光位移传感器测量每个试件后蒙皮的变形位移。发现:前蒙皮的变形主要表现为子弹作用区域的压入变形和整体变形,其失效模式为压入式失效,芯层的变形分为折叠区、部分折叠区和非折叠区,芯层的失效为折叠区和非折叠区之间的剪切失效,后蒙皮的变形为整体变形,呈现穹形。参数研究(包括冲量大小和蒙皮厚度对蜂窝夹芯结构变形,失效的影响)表明,相同材料参数的蜂窝夹芯梁试件,后蒙皮的位移随着冲量的增大而增大;芯层材料和厚度相同,蒙皮厚度不同的蜂窝夹芯梁,随着蒙皮厚度的增加,其抵抗冲击的能力增强,后蒙皮的位移减小。文中计算分析了蒙皮与芯层的吸能性,计算得出在撞击过程中芯层吸收了50%左右的能量,且冲量越大,芯层吸能率越高,冲击速度达到100rids以上时,芯层吸收的能量占到90%以上。实验结果表明,蜂窝夹芯结构适用于高速冲击工况下,并且适当增加蒙皮的厚度,有助于提高其抵抗冲击的能力。   通过落锤加载实验机对玻璃纤维增强蜂窝夹芯复合板施加低速冲击荷载,研究其塑性变形模式以及落锤能量和落锤压入试件深度的关系。在落锤冲击荷载下,边界条件为空心、固边支撑的试件其上蒙皮的变形为压入变形,其失效模式为纤维断裂失效,芯层的变形同样分为折叠区、部分折叠区和非折叠区,芯层的失效为折叠区和非折叠区之间的剪切失效,后蒙皮的变形为整体变形,呈现穹形。但是对于边界条件为刚性、固边支撑的试件,其前蒙皮的变形同样为压入变形,失效同样为纤维断裂失效,但其芯层的变形只分为两部分折叠区和非折叠区,也就是说对于芯层来说,变形区域集中在落锤作用区域,并且其后蒙皮基本没有变形。比较蒙皮厚度不同,但边界条件均为刚性、固边支撑试件的变形,发现,上蒙皮厚度的增加能够增强其低抗冲击荷载的能力。分析实验结果发现,在所研究的冲击能量范围内,落锤能量与压入位移成线性关系。
其他文献
一套能在线应用的故障恢复系统在恢复故障造成的失电负荷、调整电网运行在最佳状态方面发挥了重要作用。而实际电网结构的复杂性又对故障恢复系统的可靠性、可移植性提出了很高要求。为了确保故障恢复系统在不同结构电网之间的应用能够满足要求,本论文对现有故障恢复系统做了两个方面的改进:首先,针对故障恢复系统在运行过程中出现的问题,在明确原因后,通过对恢复系统软件相应模块功能的优化解决了问题。在恢复系统所用数据可视
在现有PCC励磁控制器和PCC调速器的基础上,开发出一种适用于中小型水轮发电机组的综合控制装置,装置以2005系列的PCC的IP161模块为核心,并使用AI350模块、DM486模块,实现了水轮发电机组的励磁控制、自动准同期控制和调速功能的集成,提高了整个的系统快速性及可靠性,改善电能质量及电力系统的稳定性。主要完成了以下工作:提出了综合控制器的整体方案,包括系统的硬件、软件的总体设计。对调速部分
矿井瓦斯积聚与超限一直是威胁煤矿安全生产的重要因素,尤其是随着采煤深度的不断增加,煤岩地质结构变化使得瓦斯渗透涌出规律更为多样。而深部矿井通风系统的自身复杂性、风阻
风电功率具有波动性、间歇性和随机性等特点,大规模风电的接入严重影响电网运行的安全性、稳定性和经济性。实践证明,高精度的风电功率预测能够有力缓解大规模风电并网产生的不利影响,尤其是短期风电功率的精确预测,对于电力调度部门安排调度计划,保证电能质量和电力系统安全经济运行有重要作用。首先,选择混沌理论来挖掘风电功率时间序列的特性,并利用相空间重构理论对其进行分析。将重构相空间相量作为风电功率时间序列预测
低频振荡通常被归结为小扰动稳定问题,通过对方程组在平衡点线性化处理,获取线性化方程的机电相关特征根反映系统的振荡特性。振荡的主要特征信息包括振荡的模式、模态以及为振
随着我国特高压电网的建设,可控电抗器成为其中至关重要的无功补偿装置。因此,为可控电抗器装设保护是非常必要的。本文主要针对500kV磁阀式可控电抗器的保护展开研究:首先在PSCAD上建立了反映一次绕组匝间故障的仿真模型;在对磁阀式可控并联电抗器故障进行理论分析和仿真研究的基础上,提出了其主保护和后备保护的配置方案;磁阀式可控电抗器工作容量为连续调节,根据这一特点引入了基于不同容量下正常工作电流的浮动