王寅凯 张兴权 左立生 张 鹏 章 艳 方进秀

*(安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山 243002)

† (芜湖造船厂有限公司,安徽芜湖 241000)

引言

金属薄板件在工程上有着广泛的应用,其成形的精度和表面的应力状态影响其使用性能.薄板在冲击载荷作用下的变形行为不同于准静态下的变形行为,其动态的求解过程往往异常复杂.有限差分法适用于任何边界条件下薄板的动力响应分析,其求解形式以及求解过程简单,易于简化并理解冲击响应的动态过程.目前,利用有限差分法研究薄板在爆炸载荷作用下的动态响应特性等问题引起人们极大兴趣.例如,李永池等[1-2]以流体弹塑性模型为基础,推导出含损伤材料的热塑性本构关系,并利用有限差分法对内聚爆炸载荷作用下球壳的热塑性变形进行了数值分析.席丰和杨嘉陵[3-4]利用有限差分法中的离散微分方程对爆炸载荷下弹塑性圆板的动力响应进行计算分析,然而该研究在描述材料的本构关系时没有考虑应变率效应.Chen等[5-6]借助有限差分法与有限元法,研究了薄板结构在冲击载荷作用下的动态变形过程,并通过有限体积法求解固支圆板的冲击动力学问题,该过程在计算二阶以上精度时求解效率低.李则霖等[7]从解析角度建立了混合夹层板的动态响应预测模型,得到修正后的位移结果,并通过实验测量验证了预测模型的有效性.该模型没有考虑接触区刚度、应变率等因素的……