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Ⅱ类串接系统的简化模型研究

作　者: 祝群卫
导　师: 鲍荣浩
学　校: 浙江大学
专　业: 固体力学
关键词: 能量吸收 Ⅱ类结构弹簧—质量系统渐进失效显式解法
分类号: O34
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 11次
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内容摘要

概括和总结了能量吸收装置和Ⅱ类结构的发展前景，讨论了Gao和Yu提出的等效弹簧-质量系统的理论模型。为了研究一串Ⅱ类胞元受到动力冲击的失效模式，对Gao和Yu的一维弹簧—质量系统进行修正，忽略单个胞元的强化平台，给出了一个新的理想状态下的一维弹簧—质量模型。采用微分方程的显式时间积分算法，对改进的一维弹簧—质量系统进行模拟计算，计算结果显示：系统在受到动态冲击时对速度敏感，保持冲击块初始能量一定，冲击块分别以低速、中速、高速不同的冲击速度碰撞系统将会得到不同的失效模式：当冲击块以低速冲击系统时，系统将沿着冲击端到末端渐进失效，当冲击块以中速冲击系统时，系统将沿着两端向中间渐进失效；当冲击块以高速冲击系统时，系统的失效模式表现的比较随机，没有什么规律可循。为了研究一维弹簧—质量块系统的模拟具有现实意义。本文对和Ⅱ类结构胞元具有同样软化现象的泡沫聚合物实例进行研究，对一串泡沫聚合物胞元进行实验，根据泡沫聚合物单个胞体准静态下的曲线方程，采用微分方程的显式时间积分算法对系统冲击进行模拟计算。计算结果显示对泡沫聚合物模拟的系统失效模式同样对速度敏感，保持冲击块初始能量一定，让冲击块分别以低速、中速、高速的不同冲击速度撞击系统，将会得到不同的失效模式。把计算出来的失效模式和有限元对泡沫聚合物进行的计算结果进行对比，发现结果是一致的。本文用一维弹簧—质量系统对相关的实例进行模拟分析的方法是可行的，而且计算效率比有限元计算要高得多，是一种用来模拟串接Ⅱ类结构动力失效的不错的办法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-15
  1.1 引言  7-8
  1.2 能量吸收装置  8-9
    1.2.1 能量吸收装置的基本原理  8
    1.2.2 能量吸收装置的研究内容  8-9
  1.3 Ⅱ类结构与Ⅱ类结构串接系统  9-14
    1.3.1 Ⅱ类结构和Ⅱ类结构串接系统的概述  9-12
    1.3.2 Ⅱ类串接系统的研究现状  12-14
  1.4 本文的主要工作  14-15
第二章 Ⅱ类串接系统的理论  15-26
  2.1 Ⅰ类和Ⅱ类结构的定义  15-16
  2.2 Ⅱ类结构胞元速度敏感性的研究  16-19
  2.3 Ⅱ类结构串接系统的研究过程  19-26
    2.3.1 Ⅱ类结构串接系统的简化模型  19-23
    2.3.2 Ⅱ类结构串接系统速度敏感性的研究  23-26
第三章一维弹簧—质量模型  26-38
  3.1 修正的一维弹簧—质量模型  26-31
    3.1.1 单个胞元模型  26-29
    3.1.2 运动方程的建立  29-31
  3.2 简化的一维弹簧—质量模型  31-38
    3.2.1 等效质量问题  31-32
    3.2.2 胞元的刚度系数和力的求解  32-34
    3.2.3 运动方程的建立  34
    3.2.4 显示积分算法及数值求解  34-38
第四章一维弹簧质量模型的模拟计算  38-55
  4.1 引言  38
  4.2 理想弹簧—质量模型的速度敏感性  38-46
    4.2.1 理想弹簧—质量系统的本构关系  38-39
    4.2.2 运动方程的建立  39-40
    4.2.3 显式积分算法  40-42
    4.2.4 计算结果  42-46
  4.3 由聚合泡沫材料而构建的一维弹簧—质量模型  46-54
    4.3.1 聚合泡沫材料而构建的一维弹簧—质量系统的本构关系  46-48
    4.3.2 运动方程的建立  48-54
  4.4 小节  54-55
第五章总结与展望  55-56
  5.1 总结  55
  5.2 展望  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
攻读硕士学位期间已发表和录用的论文  60

Ⅱ类串接系统的简化模型研究

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