钢_尼龙夹层板抗冲击性能研究

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1、学校代码：10289分类号：U668.5密级：公开学号：142010003江苏科技大学硕士学位论文钢/尼龙夹层板抗冲击性能研究研究生姓名蔡玄龙导师姓名刘建华沈超明申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业工程力学论文提交日期2016年12月20日研究方向船舶结构力学论文答辩日期2017年3月17日答辩委员会主席祁恩荣评阅人王林田阿利王庆丰罗广恩2017年3月15日分类号：U668.5密级：公开学号：142010003工学硕士学位论文钢/尼龙夹层板抗冲击性能研究学生姓名蔡玄龙指导教师刘建华沈超明江苏科技大学二O一七年三月

2、AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAcademicResearchofImpactResistanceofSteel/NylonSandwichPlateSubmittedbyCaiXuanlongSupervisedbyLiuJianhuaandShenChaomingJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2017江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，

3、是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

4、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要钢/尼龙夹层板具有高比刚度、高比强度、吸能及减震等特点，可应用于船舶、海工、建筑和汽车等各类结构的承载及防护构件。作为一种抗冲击型复合材料，使用期间将不可避免地承受各种弹体、抨击物和爆炸冲击波等冲击载荷的作用，所以只有充分研究它的抗冲击性能，才能使其最大程度地发挥出防护能力。本文首先使用万能试验机和霍普金森压杆获得钢与尼龙的本构参数；然后对钢板、尼龙板和钢/尼龙夹层板三类

5、靶板的抗侵彻性能分别进行实验和仿真研究，分析子弹侵彻靶板的动态冲击过程，得到不同弹头形式下不同夹层板的弹道极限和吸能能力；最后模拟不同结构形式夹层板在空中爆炸冲击波下的响应情况。主要研究内容及结论如下：（1）利用万能试验机研究夹层板面板所使用的材料A3钢和芯材所使用的材料PA6尼龙的准静态力学性能；并利用霍普金森压杆对PA6尼龙进行不同应变率下的动态压缩实验来研究其动态力学性能，为后续的仿真提供可靠的参数；（2）介绍霍普金森杆设备改造的侵彻装置进行实验的原理，并使用该装置对钢板、尼龙板和钢/尼龙夹层板分别进行侵彻实验，观察并分析

6、靶板的破坏及失效模式；（3）先使用有限元软件LS-DYNA对相应的实验工况进行模拟并与实验比较来验证仿真方法的正确性。然后通过对子弹的剩余速度、夹层板的弹道极限及吸能能力的对比，得到了子弹结构形式以及钢/尼龙夹层板的面板厚度、芯层厚度等参数对其抗侵彻性能的影响。并将钢/尼龙夹层板与钢板的比吸能进行了比较，发现钢/尼龙夹层板具有更好的抗侵彻性能；（4）使用有限元软件LS-DYNA模拟空中爆炸冲击波的传播和钢板在爆炸冲击波载荷作用下的响应特征，并与理论计算值和已有实验值进行对比，证明了数值方法的正确性。然后将等质量的钢板和钢/尼龙夹

7、层板在相同爆炸冲击波载荷下的吸能情况进行对比发现夹层板具有更好的吸能效果。同时研究了不同结构形式夹层板在爆炸冲击波载荷作用下的响应情况，为夹层板应用于抗爆防护提供了设计依据。关键词钢/尼龙夹层板；抗冲击性能；弹道极限；吸能；动态响应IAbstractAbstractSteel/nylonsandwichplatehasalotofgoodcharacteristics,suchashighspecificrigidity,highspecificstrength,energyabsorptionandshockabsorptio

8、n.Theycanbeusedinhigh-techdomain,suchasshipprotection,marineprotection,buildingprotection,automobileprotectionandsoon.Asananti-impa