泡沫弹高速撞击下复合材料夹层板的动态力学响应仿真与实验研究

摘要

基于实验方法,利用三维数字图像相关技术(3D-DIC)获取了复合材料夹层板在金属泡沫弹高速撞击下的动态响应特性,验证了Abaqus/Explicit仿真模型的有效性,分析了在不同冲量条件下,金属泡沫弹冲量、夹层板芯层面密度和芯层厚度对夹层板动态力学行为的影响规律.结果表明:复合材料夹层板的动态响应历程与泡沫弹撞击动能、芯层面密度无关,增加芯层厚度可以有效提高夹层结构的动态响应时间,芯层厚度增加10 mm,动态响应时间增加了0.38 ms,但夹层板上不同点在同一时刻达到无量纲变形峰值;当芯层面密度增加54%时,结构的抗冲击性能提高20%;而芯层厚度提高100%时,结构抗冲击性能仅提升26%.