沈超明， 叶仁传， 田阿利

(江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏　镇江　212003)

钢/聚氨酯夹层结构动态压缩力学性能与本构模型研究

沈超明， 叶仁传， 田阿利

(江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003)

摘要：基于霍普金森压杆(SHPB)装置，对高应变率下的钢/聚氨酯夹层结构进行了动态压缩实验，通过对不同厚度比的试样进行比较，建立了夹层结构的动态本构模型。实验结果表明，钢/聚氨酯夹层结构对应变率较为敏感，其屈服强度随应变率的增大而增大，且屈服强度的增幅随应变率的提高会有一定幅度的上升。基于Johnson-Cook模型，考虑厚度比对结果的影响，建立适用于钢/聚氨酯夹层结构的动态本构模型，并通过试验分析，确定了模型参数。利用实测应力应变曲线拟合的方法得到的钢/聚氨酯夹层结构的动态压缩本构模型，能描述不同厚度比的钢/聚氨酯夹层结构在高应变率下的应力应变关系，具有较高的精度。

关键词：本构模型； 动态压缩力学性能；夹层结构；SHPB；厚度比

从20世纪40年代美国成功研制玻璃纤维增强塑料，并将这种新型复合材料成功应用于船舶制造开始，复合材料的诸多优点受到欧美发达国家的高度重视，各种性能优良的复合材料被研发出来，并在船舶制造及海洋工程领域得到了越来越广泛的应用[1-2]。复合材料通常比其组成物质具有更优越的性能[3]。钢/聚氨酯夹层结构是由聚氨酯弹性体芯材和两侧钢板牢固黏接而形成的复合结构[4-6]，相对于传统的船用带筋钢板，它具有结构形式简单、自重轻、比强度高、比刚度大、防火、减震效果好、抗疲劳、耐腐蚀等优点[6-9]，还可以有效提高结构的抗爆及抗冲击能力。……