张静文,李方慧,吉 祥

为验证波纹面板夹芯板在缓冲吸能与冲击力响应方面的有效性，本文建立了波纹面板夹芯板在低速荷载冲击作用下的数值模型。结果表明：波纹面板通过其特有的几何形状有效分散了冲击载荷，延缓了面板的撕裂和芯体的剪切失效；夹芯板的能量吸收效率随冲击能量的增加呈非线性变化，其主要失效模式包括面板的局部凹陷、塑性大变形、芯材的压缩坍塌和剪切失效；波纹面板夹芯板比平面板夹芯板的吸收效率有明显提高，其中最大的影响因素是锤头与面板的接触刚度，波纹高度是影响结构吸能的核心参数，缓冲力峰值最高可降低47.6%。研究内容可为结果安全防护提供应对策略。

泡沫铝；夹芯板；波纹面板；低速冲击；数值分析

[1] 李鹏帅.多胞材料夹芯板抗冲击性能研究[D].哈尔滨工业大学,2023. [2] 谌河水,伍昕茹,陈素红.泡沫铝芯体夹层板的抗侵彻性能试验研究[J].科技信息,2009(1):2. [3] Zhao Y,Yang Z,Yu T,Xin D.Mechanical properties and energy absorption capabilities of aluminium foam sandwich structure subjected to low-velocity impact[J].Construction and Building Materials,2021,273:121996. [4] 朱源,张建勋,秦庆华.金属正交波纹夹芯结构的动态压缩响应[J].爆炸与冲击,2020,40(1):013101. [5] GUO H,YUAN H,ZHANG J,et al.Review of sandwich structures under impact loadings:experimental,numerical and theoretical analysis[J].Thin-Walled Structures,2023. [6] 刘亚栋.泡沫铝夹芯结构冲击动力学研究进展[J].山西冶金,2024,47(3):96-99. [7] NOVAK N,REN Z,VESENJAK M.Integrated design,simulation,and experimental validation of advanced cellular metamaterials[J].Journal of Mechanical Engineering,2025,71(9-10):309-317. [8] 陈刚.A3 钢钝头弹撞击 45 钢板破坏模式的数值分析[J].爆炸与冲击,2007,27(5):390-396. [9] Hanssen A G,Hopperstad O S,Langseth M,Ilstad H.Validation of Constitutive Models Applicable to Aluminium Foams[J].International Journal of Mechanical Sciences,2002,44(02):359-406.

点击下载PDF