张攀
- 作品数：35 被引量：118H指数：6
- 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：交通运输工程理学一般工业技术机械工程更多>>
- 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被引量：1
- 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被引量：1
- 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
- 舰艇爆炸毁伤与防护若干关键问题研究进展被引量：2
- 2024年
- 大型水面舰船和潜艇是支撑海军空间立体化作战的主要装备和移动平台,随着战斗部毁伤威力和制导精度的日益提高,加之毁伤载荷的多元化,其生存环境面临愈加严峻的挑战,因而开展舰艇爆炸毁伤与防护研究具有十分重要的意义。爆炸载荷下舰艇结构的毁伤与防护是一个涉及爆炸力学、流体力学、结构动力学、材料学等多学科融合的交叉性问题,仍存在诸多难题有待研究。针对其中涉及的若干关键问题,围绕近年来国内外在舰艇爆炸载荷特性、毁伤响应机制及其防护技术与装备等方面的研究进展进行系统概述,指出当前研究存在的不足,并对舰艇爆炸毁伤与防护的发展趋势进行展望,旨在为未来舰艇高效毁伤与防护研究提供有价值的参考。
- 李营杜志鹏陈赶超王诗平侯海量李晓彬张攀张伦平孔祥韶李海涛郭君姚术健王志凯殷彩玉
- 关键词：舰艇结构爆炸载荷毁伤机理防护技术
- 基于Mars2000的船舶中剖面通用快速优化方法被引量：1
- 2023年
- [目的]船舶中剖面优化具有设计变量多、约束条件复杂的特点。相关研究多采用智能优化算法直接嵌套规范校核软件(如Mars2000)的优化方法,计算量较大。为此,提出基于敏度排序的中剖面快速优化方法。[方法]首先计算各个约束特征量关于各设计变量的敏度,根据敏度信息得到各特征量不满足约束时的设计变量调整次序,并判断各特征量是否只与局部构件相关。优化迭代时,根据当前方案的约束不满足情况,结合敏度信息做变量调整,并进行周期性的敏度更新。最后引入基于坐标轮换法的小范围调整方法进一步提升优化效果。[结果]某油船中剖面算例优化结果表明,所提方法可实现结构减重5.195%。[结论]与直接嵌套Mars2000的智能优化算法相比,本方法在优化效果相当的情况下,计算量仅为前者的5.58%左右,成本优势明显。
- 汪俊泽王元张攀吴嘉蒙程远胜
- 关键词：中剖面船舶规范
- 斜纹编织碳纤维复合材料层合厚板冲击后压缩行为分析
- 2023年
- [目的]为分析冲击损伤对层合板压缩强度和失效行为的影响,对冲击后的编织碳纤维复合材料层合厚板开展面内压缩试验和数值仿真研究。[方法]通过建立有限元模型,开展层合板冲击后的压缩仿真分析,采用Fortran语言编写用户自定义材料子程序(VUMAT),实现改进的Hashin失效准则和基于损伤变量的材料退化模型在ABAQUS/Explict中的应用;从压缩强度和压缩破坏模式两方面将数值模拟与试验结果进行对比,验证所建立数值模型的有效性。[结果]结果显示,冲击损伤会降低层合板的压缩强度,无损层合板的压缩失效模式为端部破坏,冲击后的层合板会出现横贯试件中部的截断式破坏;冲击后的压缩强度会随冲击能量的增大而降低,但压缩强度与冲击能量之间并不存在线性关系;层合板损伤行为的拓展与压缩载荷的历程密切相关,压缩载荷在达到层合板破坏载荷的阈值之前,层合板的损伤几乎没有发生拓展,一旦压缩载荷达到阈值,损伤将沿宽度方向迅速拓展,最终发生横贯整个模型宽度方向的压缩损伤。[结论]所做研究可为斜纹编织碳纤维复合材料层合厚板的抗冲击性能评估提供参考。
- 和卫平刘明魏建辉康逢辉葛辛辛张攀
- 关键词：碳纤维复合材料冲击后压缩失效模式有限元分析
- 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
