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高比强高孔隙率泡沫铝合金三明治梁

材料研究学报 2004年第5期18卷 485-493页

作者：赵龙何德坪单建东南大学

研究了高比强泡沫铝合金和泡沫纯铝的单向压缩和剪切性能,对以高比强泡沫铝合金为夹芯的三明治梁失效模式的尺寸范围和承载能力进行了理论计算,结果与实验结果符合得很好。给出了泡沫铝合金三明治梁的设计方法,表明在较小的设计载荷下,... 详细信息

研究了高比强泡沫铝合金和泡沫纯铝的单向压缩和剪切性能,对以高比强泡沫铝合金为夹芯的三明治梁失效模式的尺寸范围和承载能力进行了理论计算,结果与实验结果符合得很好。给出了泡沫铝合金三明治梁的设计方法,表明在较小的设计载荷下,三明治梁是以刚度作为设计的控制条件;在较大的设计载荷下,以相对强度为设计的控制条件。泡沫铝合金三明治梁与泡沫纯铝三明治梁的对比表明,在刚度设计控制条件下,前者的刚度是后者的1.00～1.185倍。在强度设计控制条件下,剪切破坏和压凹破坏失效模式下的泡沫铝合金三明治梁比泡沫纯铝三明治梁的极限强度分别提高57％～180％和90％～220％。

关键词：金属材料超轻型金属结构三点弯曲三明治梁高比强泡沫铝合金

拉胀三明治梁在爆炸载荷作用下的动态力学性能研究

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振动与冲击 2017年第13期36卷 172-177页

作者：崔世堂倪小军张科中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学合肥230026 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

通过数值方法考察了芯层采用负泊松比蜂窝的三明治梁在爆炸载荷作用下的动态力学响应和能量吸收能力。采用在三明治梁面层施加均匀载荷的方式代替爆炸载荷,在相同面密度的前提下,就背板的最大位移和复合梁的能量耗散问题和实体梁进行了... 详细信息

通过数值方法考察了芯层采用负泊松比蜂窝的三明治梁在爆炸载荷作用下的动态力学响应和能量吸收能力。采用在三明治梁面层施加均匀载荷的方式代替爆炸载荷,在相同面密度的前提下,就背板的最大位移和复合梁的能量耗散问题和实体梁进行了对比,并对复合梁的面板和芯层进行了参数化设计。设计参数包括胞壁厚度、前面板的厚度、胞元扩张角。在爆炸载荷作用下,和实体梁相比,复合梁可以降低背板最大位移,延迟背部面板到达最大速度时的时间,吸收更多的能量。

关键词：拉胀负泊松比三明治梁有限元仿真

BIIR/P70共混物为夹层的三明治梁阻尼行为的DMA表征

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高分子材料科学与工程 2009年第1期25卷 122-125页

作者：李聪吴国章曹德明吴驰飞华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

文中通过动态力学分析仪DMA来表征三明治约束阻尼梁结构损耗因子随各种因素的变化情况。该三明治梁的阻尼层由溴化丁基橡胶和石油树脂的共混物组成。测试结果表明,DMA可以有效反映三明治梁的阻尼行为随温度、频率、组成的变化情况。为... 详细信息

文中通过动态力学分析仪DMA来表征三明治约束阻尼梁结构损耗因子随各种因素的变化情况。该三明治梁的阻尼层由溴化丁基橡胶和石油树脂的共混物组成。测试结果表明,DMA可以有效反映三明治梁的阻尼行为随温度、频率、组成的变化情况。为了解释DMA的测试结果,建立了合理的理论模型。通过调整石油树脂的含量,可以在室温和宽频范围内获得一个高的结构损耗因子。

关键词：阻尼三明治梁动态力学分析仪

芯材厚度及胞孔结构对闭孔泡沫铝三明治梁弯曲性能的影响

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东南大学学报（自然科学版） 2013年第5期43卷 1045-1049页

作者：杨福俊卢位昌何小元东南大学土木学院南京210096

采用三点弯曲加载方式对闭孔泡沫铝和铝板胶合成的三明治梁力学性能进行了实验研究.通过实验分析不同的芯材厚度、弯曲加载跨距以及胞孔形状对三明治梁极限承载力以及结构失效模式的影响.结果表明:三明治梁的抗弯极限承载能力随着芯材... 详细信息

采用三点弯曲加载方式对闭孔泡沫铝和铝板胶合成的三明治梁力学性能进行了实验研究.通过实验分析不同的芯材厚度、弯曲加载跨距以及胞孔形状对三明治梁极限承载力以及结构失效模式的影响.结果表明:三明治梁的抗弯极限承载能力随着芯材厚度的增加而增加;结构的失效模式与加载跨距及芯材的厚度有关,失效模式主要有压痕、芯材与面板断裂、面板皱褶及脱黏等形式;规则形状的胞孔芯材与不规则形状的胞孔芯材构成的同样尺寸的三明治梁相比:前者的极限承载力更大,能量吸收能力更高.

关键词：闭孔泡沫铝三明治梁弯曲荷载变形行为

移动集中载荷作用下软芯三明治梁的动力响应分析

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移动集中载荷作用下软芯三明治梁的动力响应分析

作者：梁啸宇南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着复合材料结构的不断发展和广泛应用,新的理论和算法也层出不穷。在数值分析领域,微分求积单元法正在成为越来越热门的数值方法之一。本文利用弱形式的微分求积单元法分析软芯三明治梁在移动集中载荷的动力响应,阐述了关键的算法,并... 详细信息

随着复合材料结构的不断发展和广泛应用,新的理论和算法也层出不穷。在数值分析领域,微分求积单元法正在成为越来越热门的数值方法之一。本文利用弱形式的微分求积单元法分析软芯三明治梁在移动集中载荷的动力响应,阐述了关键的算法,并对结果进行了讨论。基于扩展的高阶三明治梁理论和Hamilton原理,建立了任意(N)节点的弱形式微分求积三明治梁单元。采用GLL(Gauss–Lobatto–Legendre)节点,利用微分求积法导数的权系数显式表达式和GLL积分给出了单元刚度矩阵和质量矩阵的公式。针对显式动力学分析要求对质量矩阵进行了简化。通过算例首先验证了刚度矩阵和简化质量矩阵的正确性和方法的有效性,结果表明弱形式的微分求积单元法具有精度和计算效率高的优点。首次给出了软芯三明治梁在不同移动速度集中载荷作用时的动力响应,并将所得的结果与ABAQUS的结果进行了比较以验证其正确性,所得的结果可以供研究和工程设计人员参考,并基于本文的结果给出了一些结论。本文的研究拓展了弱形式微分求积单元法的应用范围。

关键词：三明治梁弱形式微分求积单元法移动点载荷高阶三明治梁理论动力响应

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三明治梁的动塑性研究

三明治梁的动塑性研究

低冲量质量块冲击下三明治梁动力响应的理论分析

北京力学会第19届学术年会

作者：姜文征刘颖北京交通大学

由于泡沫材料具有质轻,较高的吸能效果等优点,被广泛应用于航空航天飞行器,高速轨道车辆,汽车,舰船等重要建筑的吸能缓冲,减震装置。三明治夹芯是典型的泡沫材料的应用形式。这种结构的动力学特性成为目前的研究焦点。本文研究了质量块... 详细信息

由于泡沫材料具有质轻,较高的吸能效果等优点,被广泛应用于航空航天飞行器,高速轨道车辆,汽车,舰船等重要建筑的吸能缓冲,减震装置。三明治夹芯是典型的泡沫材料的应用形式。这种结构的动力学特性成为目前的研究焦点。本文研究了质量块冲击对两端固定的泡沫夹芯梁的影响。建立泡沫夹芯梁为弹簧连接的刚塑性梁模型,推导并计算出上下梁面板的速度变化,位移分布,以及吸能情况,并与有限元和实验的结果进行比较,实验结果与理论预测相吻合。

关键词：三明治梁质量块冲击横向位移动力响应

来源： cnki会议评论

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低冲量质量块冲击下三明治梁动力响应的理论分析

低冲量质量块冲击下三明治梁动力响应的理论分析

中国力学大会——2013

作者：姜文征刘颖谷宇北京交通大学土建学院力学系

基于固支三明治梁受低冲量质量块撞击后梁上下面板与泡沫夹芯之间的耦合响应关系,提出了一个改进的三明治梁理论模型。

关键词：三明治梁动力响应

来源： cnki会议评论

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低冲量质量块冲击下三明治梁动力响应的理论分析

弱形式微分求积单元法分析三明治梁静动力响应

第五届全国强动载效应及防护学术会议暨复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会

作者：姜文征刘颖北京交通大学土建学院力学系

本文基于固支三明治梁受低冲量质量块撞击后梁上下面板与泡沫夹芯之间的耦合响应关系,提出了一个改进的三明治梁理论模型。三明治梁被简化成两个刚塑性梁,梁之间由刚塑性弹簧连接。与已有的三明治梁模型不同,在泡沫夹心致密化前,考虑了... 详细信息

本文基于固支三明治梁受低冲量质量块撞击后梁上下面板与泡沫夹芯之间的耦合响应关系,提出了一个改进的三明治梁理论模型。三明治梁被简化成两个刚塑性梁,梁之间由刚塑性弹簧连接。与已有的三明治梁模型不同,在泡沫夹心致密化前,考虑了芯材的弯曲作用。在此基础上,基于小变形假设,将上下面板变形分为三个阶段。第一阶段:塑性铰在撞击点产生,并沿梁从跨中点向两个支承端传播。当塑性铰传播到固定端,第一阶段结束:第二阶段:如果上面板的速度比下面板速度大,上面板减速运动,而下面板加速运动,直到达到共同速度,第二阶段终止。如果在达到共同速度前芯材达到致密化密度,第二阶段结束;第三阶段,整个三明治梁变成一个整体,以共同速速减速直至梁和撞击物静止为止。计算结果表明,在芯材发生大变形弯曲时,我们模型的预测结果与实验结果基本一致。和有限元计算表明,发现改进的模型可以很好的描述低冲量质量块冲击下固支三明治梁的变形机理。

关键词：三明治梁质量块冲击分析模型

来源： cnki会议评论

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弱形式微分求积单元法分析三明治梁静动力响应

作者：王宇南京航空航天大学

学位级别：硕士

三明治结构由于其较高的比刚度和比模量,广泛应用于工程领域。软芯和硬芯三明治结构力学性质不同,现有分析软芯三明治结构的方法存在缺陷,所以,建立一种精确高效的三明治结构数值分析方法具有重要意义。新近提出的弱形式微分求积单元法... 详细信息

三明治结构由于其较高的比刚度和比模量,广泛应用于工程领域。软芯和硬芯三明治结构力学性质不同,现有分析软芯三明治结构的方法存在缺陷,所以,建立一种精确高效的三明治结构数值分析方法具有重要意义。新近提出的弱形式微分求积单元法(简称为求积单元法)因具有高精度和高效率的优点而被用于本文的研究。本文基于扩展高阶三明治梁理论和微分求积法的原理,建立了一种一维N节点弱形式微分求积三明治梁单元,单元的节点和积分点选用了GLL(Gauss–Lobatto–Legendre)点,积分点处的导数的权系数采用微分求积法的显式公式计算,单元的收敛性和计算精度由软芯三明治梁解析解验证,与基于相同扩展高阶三明治梁理论的两节点有限元法相比,求积单元法可以用很少的自由度获得非常高的计算精度。随后将求积单元法用于计算不同几何构型和材料构型的三明治梁在受一般边界约束和载荷时的静力响应,与精细网格二维有限元结果对照,验证了其通用性。然后,将求积单元法拓展到含功能梯度或非均匀芯材三明治梁的静力分析中。通过指数定律修正本构方程,推导了非均匀芯材三明治梁求积单元的刚度矩阵,随后验证了其收敛性和在不同梯度值、不同材料构型以及一般边界条件三明治梁分析中的适用性。最后,将求积单元法进一步拓展到三明治梁的动力响应分析中。首先,结合解析解验证单元的计算精度和收敛性,讨论质量矩阵的优化方式,并结合二维有限元结果研究求积梁单元在一般边界条件三明治梁模态分析的性能,证明了所建立的弱形式微分求积三明治梁单元在均质和非均匀芯材三明治梁的静、动力响应分析中都能获得精确结果。

关键词：弱形式微分求积单元法三明治梁软芯功能梯度模态分析