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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(yīng)研究四十八

（4）能量吸收
設(shè)法改善夾芯板的能量吸收能力是優(yōu)化設(shè)計的一項重要內(nèi)容，因此非常有必要了解撞擊載荷下夾芯板各組成部分的能量吸收情況。下邊分析了泡沫子彈沖量、夾芯板的面板厚度、泡沫鋁芯層厚度及相對密度對夾芯板的能量吸收能力的影響。

圖4-22給出子彈撞擊沖量對泡沫鋁夾芯板各部分能量吸收的影響結(jié)果。沖量范圍為0.5N.s~3.5N.s。撞擊沖量的增加(增量百分比分別為：100%，50%,33.3%,25%，20%，16.7%和14.3%)導(dǎo)致了夾芯板吸收的能量的增加(增量百分比分別為：240%，98.93%，74.9%，60.4%，50.72%和43.05%)，可見，隨沖量增幅的減小能量的增幅也顯著減小。進(jìn)一步擬合數(shù)據(jù)點發(fā)現(xiàn)，泡沫鋁夾芯板吸收的總能量與沖量的平方近似成線性關(guān)系，與理論分析一致。

通過前面的研究發(fā)現(xiàn)，增加夾芯板的面板厚度可以有效控制結(jié)構(gòu)的最終變形，提高其抗撞擊能力。進(jìn)一步了解面板厚度對結(jié)構(gòu)變形中各部分的能量吸收情況也非常重要。圖4-23給出了面板厚度對結(jié)構(gòu)能量吸收能力的影響的計算結(jié)果。由于芯層密度與面板密度相差較大(比值約10%)，面板厚度的增加使得夾芯結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量的增加比例較大，從而其剛性變大，致使子彈撞擊時與前面板的接觸時間縮短，因此結(jié)構(gòu)吸收的能量減小。可見，采用較薄的面板能夠提高能量吸收能力，但是，如果面板太薄又容易被剪切而破壞，抵抗變形的能力也隨之降低。