蜂窝与梯形格构腹板增强泡沫夹芯复合材料防撞装置吸能特性

作者：韩伟; 方海^*; 祝露; 韩娟; 王健

来源：振动与冲击, 2023, 42(12): 236-248.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2023.012.027

• 准静态压缩
• 力学性能
• 能量吸收
• 有限元模拟
• 防撞装置

为分析格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件的力学性能及吸能效果，对其进行准静态压缩试验。该试件的面层和格构腹板均使用玻璃纤维增强复合材料(glass fiber reinforced polymer, GFRP),芯材则使用聚氨酯(polyurethane, PU)泡沫。由这两种材料制备的试件包括六边形(hexagonal, H)格构和梯形(trapezoidal, T)格构试件。试验结果表明，45°梯形格构试件的荷载-位移曲线最为理想，该试件不但避免了承载力突降的问题，同时也极大的提高了弹性行程。对于六边形格构试件，泡沫密度的提升对试件弹性极限承载力和吸能特性影响较大。基于梯形格构试件所截取基体单元受力情况的分析，得到45°梯形格构试件的等效压缩弹性模量。基于ANSYS/LS-DYNA模拟试件的压缩试验，模拟结果与试验值吻合较好。最后通过船-防撞装置-桥墩的碰撞模拟情况，发现梯形格构复合材料防撞装置对船撞力的削减程度较大，抗撞防护性能更优。

• 单位
  南京工业大学; 土木工程学院