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泡沫鋁子彈撞擊下多孔金屬夾芯板的塑性動力響應研究四十四

c.面板厚度對結(jié)構(gòu)變形/失效影響的對比

撞擊載荷作用下，夾芯結(jié)構(gòu)的前面板首先受到子彈的作用，而后產(chǎn)生變形吸收能量，因此除了面板本身的材料性質(zhì)外，其厚度對夾芯結(jié)構(gòu)的能量吸收能力也起到至關(guān)重要的作用。實驗研究面板厚度對結(jié)構(gòu)變形/失效的影響中，考慮了三個厚度(0.5mm，0.8mm和1.0mm)的影響結(jié)果，為了進一步量化面板厚度的影響，有限元分析中又增加了三個厚度(0.6mm、0.7mm和0.9mm)的計算結(jié)果，以期給出后面板的最終撓度隨面板厚度的變化規(guī)律。模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的對比如圖4-15所示。對應數(shù)據(jù)點處的誤差計算方法為（模擬值-實驗值）/實驗值*100%，誤差分別為：20.1%，2.1%和5.0%。進一步擬合模擬數(shù)據(jù)點可以得到面板厚度和撓度之間的近似二次關(guān)系：

w=a₁h²+b₁h+c₁                             (4-1)

其中,w、h分別為后面板的最終撓度和面板厚度；a₁、b₁、c₁為常數(shù)14.072mm^-1，-30.896,27.303mm。

d.芯層厚度對結(jié)構(gòu)變形/失效影響的對比
通過實驗研究芯層厚度對結(jié)構(gòu)變形/失效的影響發(fā)現(xiàn)，芯層厚度對夾芯結(jié)構(gòu)的抗撞擊能力產(chǎn)生重要的影響，在夾芯結(jié)構(gòu)設(shè)計中如果適當增加芯層厚度可以有效改善其抗撞擊效果，從而增強防護能力。為了充分驗證有限元模型的可靠性，模擬了不同芯層厚度對夾芯結(jié)構(gòu)后面板殘余變形的影響，如圖4-16所示。

擬合計算數(shù)據(jù)點，可以得到后面板撓度隨芯層厚度變化的近似線性關(guān)系：
w=b₂?c+c₂                         (4-2)

其中，w，c分別為后面板的最終撓度和泡沫芯層厚度；b₂，c₂,是常數(shù)-0.309，15.15mm。
圖4-15和圖4-16中數(shù)據(jù)點的較大誤差是由于鋁合金被軋制成不同厚度的板時其應變強化程度有很大差異，本文在計算模型中未能考慮準確的金屬面板材料和芯層材料的應變強化模量，因此產(chǎn)生較大誤差，但對整體計算結(jié)果沒有太大的影響。

通過以上幾方面的比較，充分說明了本文建立的泡沫鋁夾芯板的有限元模型的可靠性。下邊應用該模型作進一步計算。