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實(shí)驗(yàn)過程
動態(tài)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)測量包括泡沫子彈沖擊速度、后面板中心點(diǎn)的位移時程以及后面板中心點(diǎn)的最終撓度的測量。子彈沖擊速度的測量采用激光測速裝置，傳感器的激光發(fā)射頭直接對準(zhǔn)后面板的中心點(diǎn)，有位移發(fā)生時，相應(yīng)的位移可由動態(tài)記錄儀器采得。為了與夾芯板在泡沫子彈撞擊下的動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行比較，對準(zhǔn)靜態(tài)壓縮下的夾芯板的變形機(jī)理進(jìn)行了研究。準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)測量相對簡單，控制液玉萬能試驗(yàn)機(jī)的微機(jī)記錄了作用于前面板的壓頭的作用力與前面板的位移曲線，后面板的位移通過在其中心接觸放置千分表實(shí)現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

(1)前面板的變形和失效模式
撞擊載荷作用下，前面板的變形可分為兩個不同區(qū)域。在子彈作用區(qū)城表現(xiàn)出局部壓入變形，而在撞擊的周邊區(qū)域則表現(xiàn)出整體的大變形。
前面板的失效主要集中于子彈作用區(qū)域，依據(jù)夾芯板構(gòu)成的不同，失效模式可歸納為兩種，即壓入失效和侵徹失效。壓入失效的前面板表現(xiàn)為子彈作用區(qū)域的大變形(沒有破壞)，變形區(qū)域的大小主要取決于子彈沖量的大小:而侵徹失效表現(xiàn)為局部的破裂，破壞程度與子彈質(zhì)量、撞擊速度、面板厚度及芯層厚度有關(guān)。蜂窩鋁夾芯板前而板的變形及失效模式與泡沫鋁夾芯板前面板的相同。

(2)泡沫芯層的變形和失效模式
芯層壓縮表現(xiàn)出一個漸進(jìn)破壞的變形模式，不同芯層厚度(10mm、20mm和30mm)其變形模式相同。按照破壞程度的不同，可分為壓縮區(qū)和無壓縮區(qū)。但壓縮主要發(fā)生在承載中心區(qū)域，該區(qū)域可觀察到局部的塑性大變形，泡沫孔壁彎曲、坍塌、甚至泡孔完全閉合。沖量較大的情況下，心層可能完全進(jìn)入密實(shí)化。在加載區(qū)域的邊緣也有部分泡沫受到壓縮，但壓縮量明顯減小，與后面板連接處基本保持原狀。在距離受載區(qū)域較遠(yuǎn)處以及固支邊，泡沫芯層幾乎沒有發(fā)生任何變化，該區(qū)域我們定義為無壓縮區(qū)域。此外，芯層較薄時，加載區(qū)域邊緣還可觀察到明顯的剪切失效模式。

(3)蜂窩芯層的變形
峰窩芯層的變形基本與泡沫芯層的變形模式相同，芯層也顯示出一個漸進(jìn)破壞的變形模式，
按照不同的破壞程度，分為兩個變形區(qū)域：部分折疊區(qū)和無折疊區(qū)。沖量較大的情況下，子彈作用區(qū)域的芯層可能完全折疊。在部分折疊區(qū)域可觀察到局部的塑性大變形，蜂窩的整直邊發(fā)生折疊，局部還有撕裂。除了折疊損傷發(fā)生外，后面板和芯層之間的脫層損傷也可在這兩個區(qū)域觀察到。非折疊區(qū)是指被鋼框架約束的區(qū)域和距離受載區(qū)域較遠(yuǎn)處，由于沒有脈沖載荷直接施加到該區(qū)域，蜂窩芯層基本沒有發(fā)生折疊，胞元豎直壁仍基本保持原狀。

(4)后面板的變形和失效模式
Teeling Smith等、Olson等及Nurick等在撞擊載荷作用下的固支單層圓板、固支單層方板的實(shí)驗(yàn)中觀測到了三種失效模式，分別是:非彈性大變形、伴有拉仲撕裂的非彈性大變形以及橫向剪切失效。Menkes等和Zhu等在爆炸加載實(shí)驗(yàn)中也觀察到了類似的現(xiàn)象。夾芯板在撞擊載荷下后面板的變形失效模式可近似為非彈性大變形，中心點(diǎn)撓度最大，部分試件在中心點(diǎn)周圍伴有花瓣形的變形，周邊最小，整體變形為穹形。

(5) 與準(zhǔn)靜態(tài)下變形的比較
為了進(jìn)行比較研究，對泡沫金屬夾芯板及與其等質(zhì)量的實(shí)體板進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)加載實(shí)驗(yàn)，加載圓柱體采用與泡沫子彈相同的截而直徑。加載終止條件通過后而板中心點(diǎn)的最終撓度控制，當(dāng)達(dá)到動態(tài)壓縮的永久變形時停止加載。實(shí)驗(yàn)后沿中心線將試件切開，相同撓度下，泡沫子彈撞擊加載與準(zhǔn)靜態(tài)加載下兩種板的變形模態(tài)。從橫截面的變形模式可以看出，動態(tài)加載下主要的塑性變形發(fā)生在泡沫子彈撞擊區(qū)域，而且變形是連續(xù)的。類似的現(xiàn)象也被Radford等觀察到。然而，準(zhǔn)靜態(tài)壓縮下觀察到了不同的變形模式。在壓頭的周邊和固支邊，板的傾角不同，在這些位置存在靜態(tài)塑性鉸，與動態(tài)壓縮下形成鮮明的對比。Radford等在固支圓板的撞擊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中也觀察到了類似現(xiàn)象。