马永斌,赵 斌

(兰州理工大学 理学院,甘肃 兰州 730050)



不同布孔方式下栅极组件冲击振动分析

马永斌,赵 斌

(兰州理工大学 理学院,甘肃 兰州 730050)

基于有限元法建立多孔球面栅极板的结构模型,计算结构在离子流冲击载荷作用下的振动响应,分别考虑正方形和菱形两种不同布孔方式及不同开孔半径对结构性能的影响,得到栅极中心点处的位移、速度和加速度运动规律,以及螺栓与法兰连接处的应力响应。结果表明,不同的布孔方式和开孔半径对结构的性能有一定的影响,而正方形布孔方式更加合理;孔径的大小也影响结构的承载能力。通过对多孔球面栅极板的冲击振动分析,可以为多孔材料的安全设计提供有效的理论依据。

栅极组件;有限元法;多孔球面板;冲击响应

多孔材料是一种新兴的材料,具有轻质、高吸能性以及大跨度的力学性能特征。这些材料大量被应用于汽车工业、航天航空以及风力发电机中,具有轻质且高刚度的结构构造。而对于多孔脆性材料来说,其内部含有大量的孔隙,在受到外部荷载作用时具有体积可压缩性、低拉伸塑性等特点,使得脆性材料的韧性增强。另一方面材料的承载能力却因孔洞的存在而有所降低。而在工程实践中除了要满足经济这一要求外,材料的极限承载能力也一直是人们最为关心的问题。

早在1973年,O'Donnell等[1]给出了三角形排列的多孔材料宏观强度的上、下限近似解。1984年,Litewka等[2]运用实验方法研究了多孔材料的极限承载问题。……