张攀
- 作品数：32 被引量：88H指数：5
- 供职机构：华中科技大学船舶与海洋工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家部委资助项目更多>>
- 相关领域：交通运输工程理学兵器科学与技术一般工业技术更多>>
- 高强聚乙烯层合板抗破片模拟弹侵彻性能数值分析
- 2023年
- [目的]旨在探究破片侵彻作用下高强聚乙烯(UHMWPE)纤维增强层合板的毁伤响应过程、失效模式转变和能量吸收特性。[方法]采用有限元软件ANSYS/AUTODYN,建立UHMWPE层合板抗破片侵彻数值模型,分析UHMWPE层合板的失效模式转变和能量吸收特性。[结果]破片侵彻作用下UHMWPE层合板的动态响应过程大致可以分为剪切冲塞阶段和拉伸变形阶段。破片入射速度和靶板厚度会直接影响靶板的能量吸收特性。靶板厚度越大,剪切冲塞模式占比越大。在靶板厚度不变的情况下,随着破片侵彻速度的提高,剪切冲塞模式占比越来越大,最终趋于稳定。在破片弹道极限速度以上初始小范围内,靶板吸能随破片入射速度增大有所减小,随后破片速度继续增加会扩大靶板剪切冲塞破坏范围,导致靶板整体吸能量增加。[结论]基于所建立的数值模型能够较好地模拟破片侵彻作用下UHMWPE层合板的动态响应过程,可以为UHMWPE材料在弹道防护领域的应用提供参考。
- 戴文喜谢伟胡鹏程程远胜闫小顺张攀
- 关键词：抗弹性能
- 空爆载荷下碳纤维梯形波纹夹芯结构响应分析
- 2023年
- [目的]研究迎爆面和背爆面面板厚度、壁板折角以及芯层高度对碳纤维增强复合材料梯形波纹夹层结构抗爆性能的影响规律。[方法]首先,基于三维Hashin失效准则,利用软件ABAQUS中的VUMAT用户子程序接口,开发纤维增强复合材料损伤演化的子程序模块;然后,通过与公开文献中的实验进行对比,验证爆炸冲击载荷下基于所开发子程序的碳纤维增强复合材料动态响应仿真方法的有效性;最后,基于该数值方法开展碳纤维增强复合材料梯形波纹板的抗爆性能参数化研究。[结果]结果显示,相比增大迎爆面面板的厚度,增大背爆面面板厚度对夹层板抗爆性能的提升更为明显;芯层壁板折角从45°减小至30°时,其抗爆能力提高了1.3%,而当从60°减小至45°时,其抗爆能力提高了6.3%;芯层高度从8 mm增大至20 mm时,其抗爆能力提高了27.7%。[结论]所做研究可为碳纤维增强复合材料夹层结构的抗爆设计提供参考。
- 章帅帅刘均张攀程远胜
- 关键词：复合材料ABAQUS
- 低速碰撞载荷下钢制波纹夹层板动态响应研究被引量：2
- 2018年
- 基于有限元软件Ansys/LS-DYNA,对钢制梯形波纹夹层板在低速碰撞载荷作用下的动态响应进行数值仿真研究,分析碰撞能量、冲头直径大小、碰撞位置和冲头撞击方向对夹层板动响应特性的影响。结果表明,随着碰撞能量从100 J增加到400 J,面板变形呈现出线性增加的趋势,碰撞能量达到一定水平后,结构出现损伤破坏,并且发现这种损伤的发生存在相对恒定的临界值,上面板吸能占比减小了30.5%,芯层和下面板吸能占比依次增加了12.4%,18.1%。冲头直径过小会带来明显的载荷局部效应,碰撞位置位于芯层胞元跨中时芯层无法对冲头进行直接支撑,这都会引起上面板的撕裂破坏,甚至被冲头贯穿。随着冲头撞击角度增加,上面板的撕裂破口逐渐由横向变为纵向,夹层板整体的能量吸收速率逐渐变大。在给定的载荷状况下,冲头30°撞击时,夹层板的耐撞性能较优;冲头90°撞击时,夹层板的耐撞性能较差。
- 陈凯刘均张攀程远胜
- 关键词：低速碰撞夹层板ANSYS/LS-DYNA
- 舱内爆炸载荷下箱型舱室角隅连接结构设计
- 2022年
- 通过有限元软件LS-DYNA建立了舱内爆炸载荷下箱型舱室动响应数值模型,并借助文献试验结果验证了数值模型的可靠性,研究了平板型、内凹型、外凸型、箭头型、箭矢型、背面弧型等6种角隅连接结构对舱内爆炸载荷下箱型舱室变形、特征位置压力和破坏模式的影响,分析了内爆效应下角隅连接结构的失效机理。数值结果表明:舱壁角隅位置是舱内爆炸载荷作用下舱室易发生破坏撕裂的特征位置;相比无连接结构,平板型连接结构对舱壁最大塑性变形改善最大,降低幅度达到了31.9%;背面弧型连接结构能够使箱型舱室角隅等效塑性应变降低约60%;设置连接结构能够改变高塑性应变的发生位置,进而改变箱型舱室的破坏模式;采用平板型、内凹型、背面弧型连接结构的箱型舱室能够有效避免角隅失效破坏。
- 马银亮张攀程远胜刘均
- 关键词：抗爆LS-DYNA
- 空中爆炸载荷下PVC泡沫夹芯板动态响应分析被引量：3
- 2016年
- 基于Abaqus/Explicit,计算分析PVC夹芯板在空爆载荷作用下的动态响应,考察夹芯板上面板厚度、芯层高度及炸药当量对其抗爆性能的影响,并从能量吸收的角度分析不同工况下PVC夹芯板的吸能特性。数值结果表明夹芯板的动态响应对其结构配置比较敏感,增加上面板厚度及芯层高度可以明显减小下面板挠度,从而提高结构的抗爆性能。夹芯板的总体吸能量与上面板厚度密切相关,与芯层高度没有明显关联,减小上面板厚度可以提高结构的总体吸能量;在相同工况下,增加上面板厚度可以提高上面板吸能占比,增加芯层高度可以提高芯层吸能占比。在炸药当量较小时,夹芯板变形以上面板局部弯曲及芯层压缩为主;当炸药当量较大时,夹芯板变形以整体弯曲变形为主。研究结果对PVC夹芯板抗爆性能的优化设计具有一定的参考价值。
- 周天宇张攀程远胜刘均
- 关键词：冲击波ABAQUS
- 低速冲击载荷下Ti80合金平板动响应数值分析
- 2023年
- [目的]旨在通过动响应数值计算来评估Ti80合金在低速冲击载荷下的抗冲击性能。[方法]首先,利用有限元软件Abaqus/Explicit建立Ti80合金平板低速冲击有限元模型;然后,基于已有的试验结果,验证材料参数的合理性和有限元模型的可靠性;最后,基于该有限元模型,对比分析冲头形状、材料的屈服强度和断裂能对低速冲击载荷下Ti80合金平板动响应的影响。[结果]在冲击响应过程和变形/失效模式下,有限元计算结果与试验结果吻合良好;在低速冲击载荷下,损伤最先出现在Ti80合金平板的背面;锥形冲头的扩孔效应将对Ti80合金平板造成严重的冲塞破坏;冲击响应过程中的冲击力峰值、冲头位移峰值和能量吸收量与屈服强度呈近似线性关系;断裂能的变化对Ti80合金平板的变形/失效模式影响显著,但相较于屈服强度,其对能量吸收量的影响并不明显。[结论]研究成果可为Ti80合金结构物的抗冲击设计提供参考。
- 叶昶张攀卢晓阳蒋鹏程远胜
- 关键词：低速冲击
- 局部冲击载荷作用下功能梯度夹芯梁动态响应特性的理论分析
- 周天宇程远胜刘均张攀陈长海
- 深海采矿船可靠性与安全性分析设计技术研究进展被引量：1
- 2021年
- 针对深海采矿船舶可靠性与安全性分析设计,文章概述了其基本特点;围绕作业环境任务分析C-C锰结核区等区域自然环境特征,总结33种主要自然环境应力及振动、冲击等诱发环境应力因素特点;基于统计资料提出固有可用度、使用可用度和平均故障间隔时间(MTBF)等指标建议值;通过分析国际海底管理局、美国船级社等机构规范建议,指出可靠性与安全性设计可借鉴部分及规范适应性需要注意的方面,并对总体可靠性安全性和关键系统可靠性安全性研究进展进行讨论,指出了可靠性安全性需重点解决的5个方面问题。
- 汪浩刘山尖韩放张涛陈荣张攀
- 关键词：可靠性安全性设计技术
- 纵横加筋圆锥壳振动特性多目标优化设计被引量：4
- 2018年
- [目的]为了提高结构第1阶总体弯曲模态频率并降低低频范围纵横加筋圆锥壳尾端处的加速度总级,建立纵横加筋圆锥壳振动特性多目标优化设计的数学模型。[方法]采用有限元软件ANSYS对纵横加筋圆锥壳进行参数化建模,分析结构的振动模态以及在纵横加筋圆锥壳尾端施加垂直向下单位集中力情况下结构的响应。以Matlab为平台,使用遗传算法和宽容排序法对纵横加筋圆锥壳振动特性进行多目标优化求解。[结果]结果发现随着宽容度以及目标重量的增大,最优方案结构载荷处的加速度总级减小;单目标优化对于同一个目标值可以有多个方案与之对应。[结论]研究结果可为加筋圆锥壳结构声学设计提供参考。
- 刘东王春旭刘均张攀程远胜
- 关键词：模态频率加速度响应多目标优化遗传算法
- 空爆载荷下功能梯度泡沫铝夹层板动响应数值仿真被引量：4
- 2018年
- [目的]为了提高轻质泡沫铝夹层板的抗爆性能,[方法]通过采用有限元软件AUTODYN,对功能梯度泡沫铝夹层板在空爆载荷作用下的动态响应开展研究。在功能梯度泡沫铝夹层板的芯层高度及重量不变的情况下,分析讨论芯层不同排列顺序对夹层板上、下面板中心处速度、塑性变形和各部件吸能的影响。[结果]结果表明:夹层板上面板中心点处最大速度随迎爆面一侧芯层密度的增大而减小;芯层密度从迎爆面到背爆面依次为高—低—中排列顺序的夹层板的抗爆性能最好;芯层吸收了大部分能量,并且在迎爆面一侧密度小的排列组合其吸能特性最好。[结论]数值分析结果可为泡沫铝夹层板的芯层优化设计提供参考。
- 李春鹏张攀刘均程远胜
- 关键词：功能梯度抗爆性能
