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閉孔泡沫鋁夾層結構耐撞性研究（二十五）

2.5.1有限元模型介紹

根據各試件的實際尺寸建立有限元模型，如圖2.23所示，仿真夾層結構長度為180mm，寬度為40mm，跨度為120mm，模型中所有部件(包括面板、泡沫芯層、壓頭、支撐端和夾緊塊)均用8節點實體單元C3D8R，壓頭、支撐端和夾緊塊均設置為剛體；夾層結構部分兩節點間尺寸均小于2mm，模型總節點數35239，單元數27128；考慮到實際夾具外形過于復雜，影響仿真計算效率，對彎曲試驗的邊界條件作合理簡化，仿真過程限制夾緊塊和支撐端六個方向的自由度，控制壓頭只能在Z軸方向平動，在夾緊塊與上面板接觸面處加載一個等面積的壓力作用在上面板，用來簡化初始狀態螺栓作用在夾緊塊上產生的壓力。模型中各部件之間采用通用接觸，摩擦系數為0.3，由于不考慮界面分離的情況，因此面板與泡沫芯層之間用Tie連接。由圖2.2可知，鋁合金面板材料為理想彈塑性材料，所以面板材料采用非線性彈塑性本構模型，使用表2.2中的彈性模量和鋁合金的拉伸屈服應力-應變曲線表示，泊松比取0.33；泡沫芯層材料選擇 ABAQUS/Explicit自帶的CRUSHABLE FOAM本構模型，該本構需要輸入壓縮屈服應力比1.14,泊松比0.01,單軸壓縮真實屈服應力-應變曲線等材料參數。因為本模型中所有本構均未考慮應變率的影響且鋁合金和泡沫鋁在低速范圍內的慣性效應不明顯，所以為了提高計算效率，模型中壓頭的加載速度為1m/s。