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机械强度2025年第05期:波纹界面钛/钢复合板抗冲击行为研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:梁子睿;任路泽;曹勇;王涛;

单位:太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所;太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心;太原理工大学中澳联合研究中心;

摘要:为了明晰在冲击载荷下钛/钢波纹复合板及界面的动态响应、损伤情况以及失效模式,使用空气炮对钛/钢波纹复合板开展小能量(53 J)冲击试验,在验证数值计算模型有效的基础上,开展了多种速度冲击复合板数值仿真,研究多种能量下复合板及其界面的冲击力学响应。结果表明,在小能量冲击条件下,波纹复合板正面出现塑性扩孔破坏,背板产生隆起且在隆起处有裂纹;波纹界面层结合紧密、整体下凹;将靶板沿冲击中心切开观察,截面没有出现裂纹、分层开裂等损伤,这与纤维增强复合材料层合板不同,当冲击表面出现目视勉强可见损伤后一般内部会有明显分层;在数值模拟中波纹复合板在冲击下的内聚力界面损伤区域少于平面界面复合板;小能量冲击时波纹板对子弹动能的吸收主要以整体变形吸能为主,波纹界面钛/钢复合板损伤较小;在多种能量冲击下波纹界面复合板相较于平面界面复合板界面结合更紧密,结构完整性更好,更不容易被破坏。

关键词:小能量冲击;;波纹界面钛/钢复合板;;损伤分析;;数值模拟;;内聚力单元

基金资助:国家自然科学基金项目(12002286);; 山西省科技创新领军人才团队基金项目(202204051002006)~~