极坐标下连续密度梯度多孔金属材料设计及其夹芯管的抗爆性能研究

作     者：于学会 李婷 王安帅 王茗仕 

作者机构：西安建筑科技大学理学院 西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室 西安建筑科技大学资源工程学院 西南石油大学机电工程学院 

出 版 物：《固体力学学报》 (Chinese Journal of Solid Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11902246) 陕西省自然科学基础研究计划(2023-JC-QN-0011) 复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室开放课题(SV2023-KF-12)资助 

主　　题：抗爆性能 连续密度梯度 夹芯管 3D-Voronoi 

摘      要：利用3D-Voronoi技术，建立了极坐标下径向连续密度梯度泡沫铝及其夹芯管有限元模型，进而研究了夹芯管在内部爆炸载荷下的动态响应。分析了正梯度、负梯度、“V型梯度（中间高两端低、中间低两端高）等芯材密度分布方式，芯材密度梯度大小，管壁与芯材装配方式以及炸药长径比对夹芯管抗爆性能的影响。结果表明：当芯材密度梯度大小相同时，负梯度夹芯管的外管最大变形量最小，中间低梯度夹芯管的比吸能最高，正梯度夹芯管的抗爆性能最劣；随着芯材密度梯度的增加，负梯度夹芯管的外管最大变形量显著减小，中间低梯度夹芯管的比吸能呈现出先增加后减少的趋势，中间高梯度夹芯管的抗爆性能减弱；将管壁与芯材进行理想粘结，有效提高了均匀、负梯度以及中间低梯度夹芯管的比吸能，但也增加了外管的最大变形量；在不同的炸药长径比下，负梯度夹芯管的外管最大变形量最小。