多孔材料吸能行为对相对密度和冲击速度的依赖性

• 作者: 丁圆圆 周风华 王士龙 虞吉林 郑志军
• 来源期刊: 固体力学学报
• 关键词: 多孔材料 吸能行为 Lagrange分析法 相对密度 变形模式
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 578-586
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2018.030

摘要

多孔材料是一种优异的吸能缓冲材料,但由于其变形模式的非单一性以及动态应力应变曲线的难获取性,其吸能行为对相对密度和冲击速度的依赖性关系还并不完全明朗.论文基于不需要提前作本构假定的波传播法,开展了多孔材料的吸能行为研究.采用多孔材料的细观有限元模型进行Taylor冲击虚拟实验,获取全场质点速度时程曲线,结合Lagrange分析法得到多孔材料的局部应力应变信息,进而探讨了动态吸能性能对材料相对密度和冲击速度的依赖性.研究结果表明多孔材料的吸能行为可依据变形模式分为三个阶段.在冲击模式下,多孔材料单位体积吸能与相对密度成线性增加关系,此时惯性起主导作用;在过渡模式下,惯性的主导作用减弱,单位体积吸能量的增加速率随相对密度的增加而减弱;在准静态模式下,多孔材料只能发生微小的变形,其吸能很少.论文进一步获得了区别于多孔材料准静态应力-应变曲线的动态应力-应变状态曲线,并考察了其与相对密度之间的关系.结果表明:随着相对密度的增加,多孔材料的动态压实应变将变小,而动态塑性平台应力将提高.