多层介质对应力波传播特性影响分析

董永香; 黄晨光; 段祝平

doi:10.11858/gywlxb.2005.01.011

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多层介质对应力波传播特性影响分析

董永香 , 黄晨光 , 段祝平

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多层介质对应力波传播特性影响分析

1.
中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室，北京 100080；
2.
中国科学院力学研究所，北京 100080

通讯作者: 董永香;

Analysis on the Influence of Multi-Layered Media on Stress Wave Propagation

1.
State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics, Institute of Mechanics, CAS, Beijing 100080, China;
2.
Institute of Mechanics, CAS, Beijing 100080, China

Corresponding author: DONG Yong-Xiang

摘要: 通过在气炮上进行多层介质的低速冲击实验及相应的数值计算，分析了不同组成的多层介质对应力波传播特性的影响。结果表明：多层介质中的泡沫材料不仅能够改变应力波的幅值与作用时间，而且具有显著的吸能效果，引起应力波在传播过程中在各层介质中能量与动量分配的改变。通过对泡沫铝和泡沫混凝土两种软材料在多层介质中作用的比较表明，在低速冲击的实验条件下，含泡沫混凝土的多层介质具有较好的削波作用，含泡沫铝的多层介质具有较好的吸能性能。
- 应力波传播 /
- 数值计算 /
- 多层介质 /
- 泡沫材料
Abstract: The influence of multi-layered media on stress wave propagation characteristics has been analysed by the low velocity impact experiments and the corresponding numerical simulation. It shows that the wave amplitude and the actuation time are both affected by foamed materials in the layered media, and the energy absorption of multi-layered media with the foamed materials is obvious. As a result, the energy and momentum of different layer are changed when stress wave propagates in the layered media. Comparing the media including foamed aluminium with the media including foamed concrete, it has been shown that foamed concrete can lead to the lower wave amplitude, but foamed aluminium can absorb the more energy than that of foamed concrete under the condition of low velocity impacts.
- propagation of stress wave /
- numerical simulation /
- multi-layered media /
- foamed material

[1]	Guruprasad S, Abhijit M. Layered Sacrificial Claddings under Blast Loading Part Ⅰ-Analytical Studies [J]. Int J Impact Eng, 2000, 24: 957-973.
[2]	Holmquist T J, Templeton D W, Bishnoi K D. Constitutive Modeling of Aluminum Nitride for Large Strain, High-Strain Rate, and High-Pressure Applications [J]. Int J Impact Eng, 2001, 25: 211-231.
[3]	Gupta Y M, Ding J L. Impact Load Spreading in Layered Materials and Structures: Concept and Quantitative Measure [J]. Int J Impact Eng, 2002, 27: 277-291.
[4]	Skvortsov V, Kepler J, Bozhevolnaya E. Energy Partition for Ballistic Penetration of Sandwich Panels [J]. Int J Impact Eng, 2003, 28: 697-716.
[5]	Yu J L, Wang X, Wei Z G, et al. Deformation and Failure Mechanism of Dynamically Loaded Sandwich Beams with Aluminum-Foam Core [J]. Int J Impact Eng, 2003, 28: 331-347.
[6]	Wada A, Kawasaki T, Minoda Y, et al. A Method to Measure Shearing Modulus of the Foamed Core for Sandwich Plates [J]. Composite Structures, 2003, 60: 385-390.
[7]	Li Q M, Meng H. Attenuation or Enhancement-A One-Dimensional Analysis on Shock Transmission in the Solid Phase of a Cellular Material [J]. Int J Impact Eng, 2002(27), 1049-1065.
[8]	Kearsleya E P, Wainwright P J. The Effect of Porosity on the Strength of Foamed Concrete [J]. Cement and Concrete Research, 2002, 32: 233-239.
[9]	Santosa S P, Wierzbicki T, Hanssen A H, et al. Experimental and Numerical Studies of Foam-Filled Sections [J]. Int J Impact Eng, 2000, 24: 509-534.
[10]	Pan Y, Hu S S, Wei Z G. Experimental Study on Dynamic Behavior of Foamed Aluminum [J]. Materials Science Engineering, 2002, 20(3): 341-343. (in Chinese)
[11]	潘艺, 胡时胜, 魏志刚. 泡沫铝动态力学性能的实验研究 [J]. 材料科学与工程, 2002, 20(3): 341-343.
[12]	Deshpande V S, Fleck N A. High Strain Rate Compressive Behaviour of Aluminium Alloy Foams [J]. Int J Impact Eng, 2000, 24: 277-298.

[1]	王颖泽 , 张小兵 . 膨胀波火炮发射性能计算分析. 高压物理学报, 2009, 23(6): 433-440 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.06.006
[2]	柏劲松 , 沈强 , 唐蜜 , 胡建波 , 罗国强 , 谭华 , 张联盟 . 超高速发射中缓冲层材料对钽飞片速度影响的数值分析. 高压物理学报, 2008, 22(1): 19-24 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.01.005
[3]	刘宏杰 , 王伟力 , 苗润 , 吴世永 , 王俊华 . 串联战斗部不同介质组合的隔爆能力. 高压物理学报, 2019, 33(1): 015104-1-015104-13. doi: 10.11858/gywlxb.20180585
[4]	陈醇 , 李伟兵 , 王晓鸣 , 李文彬 , 刘汉鑫 . 弹体材料性能对破片形成的影响. 高压物理学报, 2014, 28(5): 611-616. doi: 10.11858/gywlxb.2014.05.016
[5]	李海涛 , 朱锡 , 黄晓明 , 牟金磊 . 水下爆炸冲击波作用下空化区域形成的特性研究. 高压物理学报, 2008, 22(2): 181-186. doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.019
[6]	蒋建伟 , 侯俊亮 , 门建兵 , 王树有 . 爆炸冲击波作用下预制孔靶板塑性变形规律的研究. 高压物理学报, 2014, 28(6): 723-728. doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.013
[7]	乔伟 , 赵锋 . 一维平面冲击波的移动网格算法. 高压物理学报, 2017, 31(5): 613-618. doi: 10.11858/gywlxb.2017.05.015
[8]	李健 , 荣吉利 . 近壁面气泡运动特性的数值计算. 高压物理学报, 2010, 24(3): 168-174 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.03.002
[9]	康彦龙 , 蒋建伟 , 王树有 , 门建兵 . 面层混凝土对跑道内爆毁伤影响的仿真研究. 高压物理学报, 2012, 26(1): 76-82. doi: 10.11858/gywlxb.2012.01.011
[10]	邓新平 , 雷洁红 , 柏劲松 , 刘坤 . 圆柱界面不稳定性的多组分气体动理学数值计算. 高压物理学报, 2014, 28(4): 407-415. doi: 10.11858/gywlxb.2014.04.004
[11]	田占东 , 张震宇 , 卢芳云 , 赵剑衡 , 谭福利 . RDX的一维快烤燃模型及计算. 高压物理学报, 2013, 27(3): 367-371. doi: 10.11858/gywlxb.2013.03.008
[12]	柏劲松 , 于继东 , 戴诚达 , 王宇 , 刘坤 , 罗国强 , 沈强 , 谭华 , 吴强 , 张联盟 . Ti-Cu-W体系Pillow飞片加载铋熔化再凝固过程计算分析. 高压物理学报, 2015, 29(1): 15-22. doi: 10.11858/gywlxb.2015.01.003
[13]	柏劲松 , 罗国强 , 唐蜜 , 胡建波 , 戴诚达 , 马云 , 谭华 , 吴强 . 冲击加载-准等熵加载过程的密度梯度飞片计算设计. 高压物理学报, 2009, 23(3): 173-180 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.03.003
[14]	段云 , 张奇 , 向聪 , 庞磊 , 李伟 , 何宁 . 固液混合装药热传导特性对其安全性影响的计算研究. 高压物理学报, 2010, 24(3): 181-186 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.03.004
[15]	彭建祥 , 周显明 , 宋萍 , 张林 , 王礼立 , 经福谦 . 无氧铜动态卸载行为的数值模拟. 高压物理学报, 2005, 19(4): 361-364 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.04.014
[16]	柏劲松 , 罗国强 , 黄娇凤 , 李平 . Pillow飞片气炮加载实验的数值模拟研究. 高压物理学报, 2011, 25(5): 390-394 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.05.002
[17]	尹冬梅 , 栗保明 . 基于接触算法的电磁轨道发射装置的磁场-结构耦合数值分析. 高压物理学报, 2013, 27(5): 757-762. doi: 10.11858/gywlxb.2013.05.016
[18]	曾一鑫 , 白春华 , 李建平 , 陈健 , 王仲琦 . Link-Interface技术在救生舱数值检测中的应用. 高压物理学报, 2014, 28(1): 86-90. doi: 10.11858/gywlxb.2014.01.014
[19]	田占东 , 张震宇 , 卢芳云 , 谭福利 . RDX激光点火的一维气相模型. 高压物理学报, 2011, 25(2): 138-142 . doi: 10.11858/gywlxb.2011.02.008
[20]	徐维铮 , 吴卫国 . 泄压口大小对约束空间爆炸准静态超压载荷的影响规律. 高压物理学报, 2017, 31(5): 619-628. doi: 10.11858/gywlxb.2017.05.016

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多层介质对应力波传播特性影响分析

通讯作者: 董永香;

1. 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室，北京 100080；
2. 中国科学院力学研究所，北京 100080

收稿日期: 2003-10-08
录用日期: 2004-07-03
网络出版日期: 2005-03-05

关键词:

摘要: 通过在气炮上进行多层介质的低速冲击实验及相应的数值计算，分析了不同组成的多层介质对应力波传播特性的影响。结果表明：多层介质中的泡沫材料不仅能够改变应力波的幅值与作用时间，而且具有显著的吸能效果，引起应力波在传播过程中在各层介质中能量与动量分配的改变。通过对泡沫铝和泡沫混凝土两种软材料在多层介质中作用的比较表明，在低速冲击的实验条件下，含泡沫混凝土的多层介质具有较好的削波作用，含泡沫铝的多层介质具有较好的吸能性能。