中低速荷載作用下NOMEX蜂窩結構的塑性變形模式研究本文主要對蜂窩結構及其夾芯結構在準靜態壓縮荷載、子彈撞擊荷載和落錘沖擊荷載下的塑性動力響應進行了系統深入的實驗和研究。首先,應用準靜態壓縮荷載研究了NOMEX蜂窩結構和鋁蜂窩結構在加載過程中的塑性變形模式,從實驗研究和理論分析兩個方面展開了系統的工作,取得如下成果：實驗研究發現,在準靜態壓縮荷載下孔徑尺寸為4.76mm的NOMEX蜂窩結構和相同孔徑尺寸的鋁蜂窩結構的塑性變形均為屈曲重疊褶皺變形,而孔徑尺寸為3.18mm的NOMEX蜂窩結構的變形則與上述變形完全不同,其在準靜態壓縮荷載下,在彈性變形階段就因為整體失穩而破壞,喪失了承載能力。參數研究(包括蜂窩結構密度、蜂窩基體材料對蜂窩結構性能的影響)表明,密度的改變會徹底改變蜂窩結構的力學性能及變形模式,孔徑尺寸為3.18mm的NOMEX蜂窩結構并沒有孔洞材料特有的恒應力下產生大的塑性變形的受力特性,其荷載-位移曲線只有彈性階段,而孔徑尺寸為4.76mm的NOMEX蜂窩結構的荷載-位移曲線則三階段明顯,特別是平臺區明顯；相同孔徑,不同材料的蜂窩結構荷載-位移曲線的線形基本相同,不同之處在于由基體材料不同引起的峰值應力以及平臺應力大小,以及平臺區線形的穩定性有略微的區別；增加了蒙皮成為蜂窩夾芯結構,與單純的蜂窩結構的受力性能相比,峰值應力和芯層的屈服應力顯著增大,說明蒙皮對蜂窩夾芯結構承載壓力有重要的作用,顯示出蜂窩夾芯結構以高強度、高吸能性兼顧了蒙皮與蜂窩芯兩種材料的優點。其次,本文進行了子彈撞擊荷載下蜂窩夾芯結構的變形模式和落錘沖擊荷載下蜂窩夾芯板的塑性變形模式的研究。實驗采用子彈撞擊的加載方式,對NOMEX蜂窩夾芯梁施加大小不同的沖量,使用激光位移傳感器測量每個試件后蒙皮的變形位移。發現：前蒙皮的變形主要表現為子彈作用區域的壓入變形和整體變形,其失效模式為壓入式失效,芯層的變形分為折疊區、部分折疊區和非折疊區,芯層的失效為折疊區和非折疊區之間的剪切失效,后蒙皮的變形為整體變形,呈現穹形。參數研究(包括沖量大小和蒙皮厚度對蜂窩夾芯結構變形／失效的影響)表明,相同材料參數的蜂窩夾芯梁試件,后蒙皮的位移隨著沖量的增大而增大；芯層材料和厚度相同,蒙皮厚度不同的蜂窩夾芯梁,隨著蒙皮厚度的增加,其抵抗沖擊的能力增強,后蒙皮的位移減小。文中計算分析了蒙皮與芯層的吸能性,計算得出在撞擊過程中芯層吸收了50%左右的能量,且沖量越大,芯層吸能率越高,沖擊速度達到100m/s以上時,芯層吸收的能量占到90%以上。實驗結果表明,蜂窩夾芯結構適用于高速沖擊工況下,并且適當增加蒙皮的厚度,有助于提高其抵抗沖擊的能力。通過落錘加載實驗機對玻璃纖維增強蜂窩夾芯復合板施加低速沖擊荷載,研究其塑性變形模式以及落錘能量和落錘壓入試件深度的關系。在落錘沖擊荷載下,邊界條件為空心、固邊支撐的試件其上蒙皮的變形為壓入變形,其失效模式為纖維斷裂失效,芯層的變形同樣分為折疊區、部分折疊區和非折疊區,芯層的失效為折疊區和非折疊區之間的剪切失效,后蒙皮的變形為整體變形,呈現穹形。但是對于邊界條件為剛性、固邊支撐的試件,其前蒙皮的變形同樣為壓入變形,失效同樣為纖維斷裂失效,但其芯層的變形只分為兩部分折疊區和非折疊區,也就是說對于芯層來說,變形區域集中在落錘作用區域,并且其后蒙皮基本沒有變形。比較蒙皮厚度不同,但邊界條件均為剛性