船用夹层板芯材的动态力学性能实验研究.pdf

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1、第l9卷第7期船舶力学Vo1．19No．72015年7月JournalofShipMechanicsJu1．2015文章编号：1007—7294(2015)07-0834-07船用夹层板芯材的动态力学性能实验研究田阿利，叶仁传，沈超明(江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003)摘要：基于分离式霍普金森压杆实验装置，对船用夹层板系统(sPs)的芯材一聚氨酯弹性体的动态力学性能进行了实验分析。在实验满足一维、均匀性的前提下，计算得到了聚氨酯弹性体在不同应变率下的应力一应变关系，讨论了试样尺寸对结果的影响；考虑聚氨酯弹性体不同于金属的动态力学性能，以及准静态力学性能与

2、动态力学性能的差异，确定运用朱一王一唐(ZWT)方程描述聚氨酯弹性体的本构关系，能够准确反应聚氨酯弹性体的非线性粘弹性特性，拟合结果与实验结果吻合较好。关键词：船用夹层板；聚氨酯弹性体；动态力学性能；本构模型中图分类号：U661．4文献标识码：Adoi：10．3969~．issn．1007—7294．2015．07．009ExperimentalstudyondynamicmechanicalpropertiesoOflsShililpsandI1wWicChllpPlateTIANA-li，YERen-chuan，SHENChao-ming(SchoolofNavalAr

3、chitectureandOceanEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)Abstract：Thedynamiccompressivepropertiesofpolyurethaneelastomerwhichcanbeusedascoremate-rialsofshipsandwichplatessystem(sPs)wereexperimentallystudiedbymeansofasplitHopkinsonpres—surebarathighstrainr

4、ates．Onthepremiseofonedimensionanduniformity，thestress—strainrelationsofpolyurethaneelastomerareinvestigatedatdifferentstrainratesandtheeffectsofspecimensizeonthere—suitswerediscussed．Aconstitutiverelationmodelwasproposedforpolyurethaneelastomerandothervis-coelasticplasticitymaterialsbynum

5、ericalfittingtoexperimentalresultsbasedonZ，rI’nonlinearviscoelas—tie．Thecomparisonwiththeexperimentresultsshowedthevalidityoftheproposedconstitutiverelationmode1．Keywords：shipsandwichplate；polyurethaneelastomer；dynamicmechanicalproperties；nnstitutiverelati0nmode】0引言由英国IntelligentEngineerin

6、g公司开发的船用钢一聚氨酯一钢夹层系统(SPS)是21世纪一种重要的工程应用材料，具有重量轻、比强度和比刚度高、抗爆抗冲击性能好、隔热防火等特点。劳氏船收稿日期：2015-01—24基金项目：国家自然科学基金青年基金(E091002／51109101)；江苏科技大学青年骨干教师支持基金作者简介：田阿利(1980一)，女，博士，副教授，E-mail：tianali@just．edu．cn；叶仁传(1989一)，男，硕士研究生，E-mail：yrc795@126．com。第7期田阿利等：船用夹层板芯材的动态⋯835级社认为这种新材料把船舶工业和建筑业带入一个崭新的时代_31，S

7、PS代替传统的加筋板架结构，首先在修船方面进入实用阶段，现在已被引入船舶制造领域f4】。研究SPS材料的力学性能，对船海工程结构的设计、建造等具有十分重要的应用价值。SPS是两层钢板用一种聚氨酯填充剂紧紧粘合而成，因芯材主要承受剪应力，需要采用较高密度的聚氨酯弹性体增强芯材的剪切强度，提高结构稳定性。聚氨酯弹性体具有强度高、硬度大、弹性好以及耐环境性能好等优点_5j，受到国内外学者的关注。孙朝翔等对聚碳酸脂在不同温度下的动态应力应变曲线进行了定性分析。文献[7—9]分别对芯材为聚氨酯弹性体的夹层板结构在冲击和爆炸载