船用sps結構抗沖擊性能與破壞機理研究

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1、學校代碼：10289分類號：TE951密級：公開學號：129010015江蘇科技大學專業(yè)碩士學位論文（全日制專業(yè)學位）船用SPS結構抗沖擊性能與破壞機理研究研究生姓名葉仁傳導師姓名田阿利（副教授）申請學位類別全日制專業(yè)學位碩士學位授予單位江蘇科技大學學科專業(yè)船舶與海洋工程論文提交日期2014年12月30日研究方向船體結構動力學分析論文答辯日期2015年3月20日答辯委員會主席評閱人2015年3月18日分類號：TE951密級：公開學號：129010015江蘇科技大學碩士學位論文船用SPS結構抗沖擊性能與破壞機理研究學生姓名葉仁傳指導教師田阿利副教授江蘇科技大學二零一五年三月AThesi

2、sSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonDynamicResponseandDamageMechanismofSPSStructureforShipSubmittedbyYeRenchuanSupervisedbyTianAliJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江蘇科技大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本

3、論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：年月日江蘇科技大學學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權江蘇科技大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于：(1)保密□，在年解密后適用本授權書。(2)不保密□。學位論文作者簽名：指導教師簽名

4、：年月日年月日摘要摘要夾層結構以其優(yōu)異的力學性能引起了造船界的關注，其在船舶與海洋工程及航空航天等領域的應用范圍逐漸擴大，與船舶常用的帶有扶強材的單一金屬板相比具有重量輕、抗疲勞、結構形式簡單、良好的吸能、抗腐蝕及抗沖擊能力強、空間利用率高、隔振降噪及濾波等優(yōu)點，隨著對SPS夾層結構研究的深入，SPS夾層板大量應用于船舶制造將是一種不可阻擋的趨勢。本文以船用SPS為研究對象，通過對船用SPS結構的受力特點及內部應力場和位移場進行分析，在合理假設的基礎上建立了兩種求解SPS夾層板的數學模型，運用大量的經典理論和有限元計算結果對兩種理論進行了驗證并運用以上數學模型重點研究了船用SPS結構

5、的自由振動、靜態(tài)力學行為和動態(tài)響應問題。此外對SPS夾層板的動靜態(tài)本構方程、面/芯脫層問題以及不同SPS夾層板的沖擊動力學性能進行了一定程度的研究。本文重點研究的內容和相關結論如下：（1）運用板的平衡運動微分方程推導了忽略芯材質量慣性的夾層板的控制方程和含芯材質量慣性的夾層板的控制方程，運用權威的數值實例和經典理論及有限元軟件對兩種模型的準確度和精度進行了驗證，在此基礎上對不同面板和芯材厚度的自由振動以及在正弦載荷、均布載荷、集中力載荷等的位移場進行了分析。在保證理論模型準確的情況下對受脈沖載荷、諧振載荷以及多次連續(xù)加載的有阻尼效應和無阻尼效應的船用SPS夾層結構的動態(tài)響應進行了分析

6、，探討了質量慣性力和阻尼力對SPS夾層結構的影響。（2）在理論分析的基礎上通過實驗研究了高應變率下面板鋼、芯材以及鋼/聚氨酯夾層板的準靜態(tài)和高應變率動態(tài)本構關系，得到了能夠準確描述芯材聚氨酯彈性體和鋼/聚氨酯夾層板高應變率下的本構方程并通過實驗證明了其精度。（3）由于夾層板較易發(fā)生脫層，根據夾層板的受力特點以及破壞形式，通過給船用SPS結構設定一個初始脫層，研究船用SPS夾層結構在脫層損傷下結構的自由振動和動態(tài)響應。對比分析了完好夾層板和有脫層夾層板的動態(tài)響應。為了方便處理LS-DYNA輸出數據，作者運用M語言開發(fā)了一個數據處理并直觀顯示為三維圖的軟件Figure3D。（4）最后運用

7、LS-DYNA軟件詳細研究了傳統(tǒng)加筋板、SPS結構及SPS加筋板在低速沖擊下的動態(tài)響應，對比分析了傳統(tǒng)加筋板、SPS結構和SPS加筋板的自由振動和沖擊動態(tài)響應。關鍵詞：SPS結構；數學模型；動態(tài)響應；本構方程；面/芯脫層；Figure3D軟件IAbstractAbstractSandwichplateattractsnavalarchitecturesfieldattentionbecauseexcellentmechanicalpropertiesand