孫光永 張敬濤 李世強(qiáng) 李光耀

(1.湖南大學(xué) 汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長(zhǎng)沙 410082;2.太原理工大學(xué) 應(yīng)用力學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程研究所, 山西 太原 030024)

爆炸載荷下層級(jí)蜂窩鋁夾芯板的動(dòng)力響應(yīng)分析*

孫光永1張敬濤1李世強(qiáng)2李光耀1

(1.湖南大學(xué) 汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長(zhǎng)沙 410082;2.太原理工大學(xué) 應(yīng)用力學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程研究所, 山西 太原 030024)

通過(guò)在正六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)上增加次級(jí)六邊形蜂窩結(jié)構(gòu),形成一種層級(jí)蜂窩芯層結(jié)構(gòu),利用LS-DYNA有限元軟件分析了層級(jí)蜂窩鋁夾芯板在爆炸載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)和吸能特性,研究了載荷與芯層構(gòu)型對(duì)結(jié)構(gòu)變形和能量吸收的影響,并與傳統(tǒng)蜂窩鋁夾芯板進(jìn)行了對(duì)比.結(jié)果表明:在所研究的范圍內(nèi),當(dāng)載荷較小時(shí),傳統(tǒng)蜂窩鋁夾芯板的后面板撓度較小;當(dāng)載荷較大時(shí),多層級(jí)蜂窩鋁夾芯板的后面板撓度較小,抗沖擊能力較好,并且這種優(yōu)勢(shì)隨著載荷的增加愈加明顯;改變芯層層級(jí)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)后面板撓度的影響較小,但對(duì)芯層比吸能有較大的影響,當(dāng)層級(jí)參數(shù)為0.1時(shí),芯層比吸能最高.

層級(jí)蜂窩鋁夾芯板;吸能特性;抗沖擊能力;動(dòng)力響應(yīng)；爆炸載荷

近年來(lái)恐怖爆炸襲擊成為社會(huì)公共安全的重大威脅,如何提高車輛以及重要建筑的防爆性能是諸多科研人員共同面臨的挑戰(zhàn).防爆結(jié)構(gòu)可以有效地減輕爆炸產(chǎn)生的巨大沖擊,防止重要的建筑設(shè)施受到毀滅性的破壞.蜂窩鋁夾芯板因其吸能能力強(qiáng)、高比強(qiáng)度和高比剛度等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于防護(hù)結(jié)構(gòu)[1- 3].任鵬等[4]利用非藥式水下爆炸沖擊波加載裝置對(duì)鋁合金夾層芯板以及相同面密度的單層板進(jìn)行了水下沖擊波加載實(shí)驗(yàn);鄧?yán)诘萚5]通過(guò)有限元數(shù)值模擬方法對(duì)爆炸載荷下方孔蜂窩夾層芯板的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了分析,并與等質(zhì)量的實(shí)體板進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)蜂窩夾層板具有更加良好的抗爆性能.Li等[6]研究了正六角蜂窩鋁夾層芯結(jié)構(gòu)在爆炸載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng),討論了爆炸沖擊波與夾層結(jié)構(gòu)前面板之間的作用,以及面板和芯層的變形模式.Chi等[7]進(jìn)行了圓形蜂窩鋁夾層芯結(jié)構(gòu)在爆炸載荷下的實(shí)驗(yàn),分析了芯層高度和面板厚度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的影響.Karagiozova等[8]采用數(shù)值模擬方法分析了三明治夾層芯結(jié)構(gòu)在爆炸載荷下的響應(yīng),發(fā)現(xiàn)傳遞到夾層結(jié)構(gòu)后面板的載荷與加載的載荷強(qiáng)度、芯層厚度、面板彈性有關(guān).朱易等[9]對(duì)爆炸載荷下蜂窩夾層芯復(fù)合板結(jié)構(gòu)的吸能特性進(jìn)行了模擬分析,發(fā)現(xiàn)不同蜂窩夾層芯復(fù)合靶板的變形及吸能特性各不相同,其中橫向放置時(shí)復(fù)合靶板的吸能能力最好且具有較小的變形.Zhu 等[10]研究了蜂窩芯層的相對(duì)密度及芯層厚度對(duì)蜂窩夾芯三明治板的防爆性能的影響,發(fā)現(xiàn)芯層相對(duì)密度為0.03、無(wú)量綱芯層厚度為0.5時(shí),蜂窩夾芯三明治板具有較好的防爆性能.

綜上所述,傳統(tǒng)的蜂窩鋁夾芯三明治結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)比較深入,而對(duì)層級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)的研究主要集中于其基礎(chǔ)力學(xué)性能.文獻(xiàn)[11- 12]研究了自相似層級(jí)蜂窩的耐撞性能,通過(guò)建立有限元模型對(duì)比分析了普通蜂窩與1級(jí)、2級(jí)蜂窩在沖擊載荷下的耐撞性能,發(fā)現(xiàn)層級(jí)蜂窩的耐撞性能和吸能能力均優(yōu)于普通蜂窩.鄭隆等[13]進(jìn)行了層級(jí)蜂窩彈性參數(shù)的有限元模擬,結(jié)果表明,在不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)下,蜂窩的力學(xué)性能是不同的,隨著蜂窩層級(jí)的增加,其彈性性能也增加.這些研究說(shuō)明了層級(jí)蜂窩具有良好的力學(xué)性能,而對(duì)層級(jí)蜂窩鋁夾芯三明治結(jié)構(gòu)抗爆性能的研究到目前為止還很少,因此開(kāi)展層級(jí)蜂窩鋁夾芯三明治結(jié)構(gòu)的防爆性能研究具有重要的意義.文中主要通過(guò)數(shù)值模擬研究了層級(jí)蜂窩鋁夾芯板的防爆性能,分析了荷載強(qiáng)度、芯層構(gòu)型對(duì)結(jié)構(gòu)后面板撓度和芯層吸能效果的影響.

1 多級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)

根據(jù)Ajdari等[14]的研究,層級(jí)蜂窩定義為:在傳統(tǒng)蜂窩(0級(jí)蜂窩)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)上增加次級(jí)六邊形結(jié)構(gòu),形成層級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)(1級(jí)蜂窩).圖1所示為0級(jí)和1級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu).將能夠確定一個(gè)1級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)的層級(jí)參數(shù)設(shè)為γ,定義γ=L1/L0,其中L1是1級(jí)蜂窩中最小六邊形的邊長(zhǎng),L0是0級(jí)蜂窩中六邊形的邊長(zhǎng).為了避免在構(gòu)造1級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)時(shí)產(chǎn)生干涉,需要附加一些幾何約束.對(duì)于1級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu),其幾何約束如下:

0≤L1≤L0/2

(1)

結(jié)構(gòu)參數(shù)γ的約束為

0≤γ≤0.5

(2)

γ=0表示0級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu).

圖1 0級(jí)、1級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)

Fig.1 Structures of the regular honeycomb and the first-order honeycomb

文中的層級(jí)(1級(jí))蜂窩鋁夾芯板由蜂窩芯層和上、下面板組成(如圖2所示),芯層高度h=30 mm,芯層壁厚hm=0.1 mm,上、下面板厚度分別為hf=1.6 mm、hb=1.6 mm.

圖2 層級(jí)蜂窩鋁夾芯板

為了研究1級(jí)蜂窩層級(jí)參數(shù)γ對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)和吸能特性的影響,令γ取不同的值(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5),蜂窩結(jié)構(gòu)的幾何尺寸及分組編號(hào)見(jiàn)表1.

表1 試件參數(shù)

2 有限元建模

2.1 有限元模型

由于載荷與結(jié)構(gòu)都具有對(duì)稱性,故文中只建立1/2的結(jié)構(gòu)模型,如圖3所示,模型關(guān)于y-z面對(duì)稱,其他3邊固定約束.面板及芯層均使用Belytschko-Tasy 殼單元,面板與芯層之間的接觸為面面接觸.當(dāng)單元平均尺寸小于1 mm×1 mm時(shí),計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定可靠.為了節(jié)省計(jì)算資源,單元平均邊長(zhǎng)取為1 mm.中碳鋼面板及鋁蜂窩芯層材料采用理想彈塑性強(qiáng)化模型,通過(guò)Cowper- Symonds模型來(lái)模擬材料的應(yīng)變率效應(yīng),其關(guān)系如下:

圖3 1/2蜂窩鋁夾芯板模型

(3)

鋁合金的密度為2 680 kg/m3、楊氏模量為70 GPa、屈服應(yīng)力為325 MPa[8],中碳鋼的密度為7 850 kg/m3、楊氏模量為210 GPa,應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖4所示[16].

圖4 面板材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線[16]

用均勻脈沖載荷模擬爆炸載荷,均勻脈沖載荷的壓力曲線表示為[8]

p(t)=p0e-t/t0

(4)

式中,p0為初始?jí)毫?壓力持續(xù)時(shí)間t0=0.02 ms.根據(jù)動(dòng)量守恒可以得到對(duì)應(yīng)的脈沖為

(5)

式中,L為有效受力面(正方形)邊長(zhǎng),L2為受力面積.峰值壓力超壓變化范圍為110～240 MPa.

2.2 建模方法驗(yàn)證

為了驗(yàn)證有限元計(jì)算模型的可靠性,文中給出了文獻(xiàn)[16]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元模型仿真結(jié)果的對(duì)比,如圖5所示.從圖中可以看出,文中有限元模型的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好.

圖5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果比較Fig.5 Comparison between experiment results and simulation results

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與防爆性能分析

3.1 蜂窩鋁夾芯板后面板的響應(yīng)

作為防護(hù)結(jié)構(gòu),蜂窩鋁夾芯板后面板的變形對(duì)結(jié)構(gòu)后側(cè)被保護(hù)目標(biāo)物的安全有較大的影響,因此文中選擇后面板中心點(diǎn)的最大撓度作為衡量蜂窩鋁夾芯板抗爆炸沖擊能力的一個(gè)定量結(jié)果.根據(jù)Xue等[17]的研究,將文中的沖量和撓度進(jìn)行無(wú)量綱化處理,處理后的無(wú)量綱脈沖及撓度如下:

(6)

δ=δmax/L

(7)

式中,m為單位面積的質(zhì)量,σy為芯層材料的屈服應(yīng)力,ρ為芯層材料密度,δmax為后面板的最大撓度.

圖6給出了0級(jí)和1級(jí)蜂窩鋁夾芯板在不同載荷情況下后面板中心的最大撓度.從圖中可以看出:當(dāng)沖量I<0.05時(shí),0級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的最大撓度明顯小于1級(jí)蜂窩鋁夾芯板;對(duì)比層級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板撓度發(fā)現(xiàn),1- 0.1試件的最大撓度明顯小于其余試件,其他4種1級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的最大撓度相差較小;當(dāng)沖量I>0.06時(shí),0級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的最大撓度明顯大于1級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的最大撓度,5組1級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的最大撓度相差較小.

圖6 0級(jí)和1級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的最大撓度

Fig.6 Maximum deflections of the regular and the first-order honeycomb sandwich back panels

作為防護(hù)結(jié)構(gòu)的蜂窩鋁夾芯板,在相同載荷下,后面板吸收的能量與其塑性變形是對(duì)應(yīng)的,后面板吸收的能量越少,塑性變形越小,越有利于防護(hù).圖7給出了蜂窩鋁夾芯板在不同載荷情況下后面板吸收的能量與殘余撓度.從圖7(a)可以看出:隨著載荷的增加,蜂窩鋁夾芯板后面板吸收的能量逐漸增加,其中0級(jí)的增幅最大;當(dāng)沖量小于187.5 N·s時(shí),0級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板吸收的能量均比1級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板吸收的能量少,試件1- 0.1后

面板吸收的能量明顯少于其他1級(jí)蜂窩鋁夾芯板,但高于0級(jí)蜂窩鋁夾芯板;當(dāng)沖量大于200.0 N·s時(shí),0級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板吸收的能量明顯高于1級(jí)蜂窩鋁夾芯板,而1級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板吸收的能量基本相等.從圖7(b)可以看出:當(dāng)沖量小于0.050時(shí),0級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的殘余撓度均小于1級(jí)蜂窩鋁夾芯板;當(dāng)沖量大于0.054時(shí),0級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的殘余撓度均大于1級(jí)蜂窩鋁夾芯板.

3.2 蜂窩鋁夾芯板芯層的響應(yīng)

不同蜂窩鋁夾芯板的區(qū)別在于芯層構(gòu)型的不同,不同拓?fù)錁?gòu)型的芯層對(duì)整個(gè)夾層板的防爆、防護(hù)性能有較大的影響.圖8給出了不同載荷作用下芯層吸收能量占總能量的比例,從圖中可以看出:在研究的載荷范圍內(nèi),層級(jí)蜂窩芯層的吸能比例高于傳統(tǒng)蜂窩芯層,且隨著層級(jí)參數(shù)γ的增加而增加;隨著載荷強(qiáng)度的不斷增加,后面板吸收能量的比例增加明顯,但芯層的吸能比例逐漸減小.

圖7 蜂窩鋁夾芯板后面板吸收的能量和后面板的殘余撓度

圖8 不同載荷下蜂窩三明治板芯層吸收能量占總能量的比例

Fig.8 Proportion of the core layer of honeycomb sandwich plate absorbing energy accounted for the total energy under different loadings

綜上所述,在載荷相同的情況下,壁厚相同的1級(jí)蜂窩芯層吸收的能量比0級(jí)蜂窩芯層吸收的能量多,但忽略了質(zhì)量不同帶來(lái)的影響.比吸能(SEA)表示單位質(zhì)量吸收的能量,用比吸能來(lái)衡量芯層吸能能力,可以排除由于質(zhì)量不一樣而帶來(lái)的影響.

不同載荷情況下芯層的比吸能曲線如圖9所示.從圖中可以看出:隨著載荷強(qiáng)度的增加,1級(jí)蜂窩芯層的比吸能并不是都比0級(jí)蜂窩的比吸能大;在整個(gè)載荷范圍內(nèi),1- 0.1的比吸能總是最大的;1級(jí)蜂窩的比吸能從試件1- 0.1到1- 0.5逐漸減小,故對(duì)于1級(jí)層級(jí)蜂窩,γ值越小,蜂窩芯層的比吸能越大;當(dāng)載荷較小時(shí),0級(jí)蜂窩芯層的比吸能比試件1- 0.1和1- 0.2的小,當(dāng)載荷強(qiáng)度較大時(shí),0級(jí)蜂窩芯層的比吸能僅比試件1- 0.1的蜂窩芯層的比吸能小,比其他1級(jí)蜂窩芯層的比吸能大.由此可知,蜂窩芯層的比吸能跟載荷大小及芯層結(jié)構(gòu)有關(guān),在數(shù)值模擬的幾個(gè)模型中,1- 0.1的蜂窩芯層的比吸能最高,吸收能量的能力最好,但1- 0.1的后面板最大撓度卻不是最小的,即比吸能和后面板撓度沒(méi)有同時(shí)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài).因此,合理地設(shè)計(jì)層級(jí)蜂窩的拓?fù)錁?gòu)型,是提高蜂窩鋁夾芯板抗爆炸沖擊能力的一種有效途徑.

圖9 不同載荷下不同三明治芯層的比吸能曲線

Fig.9 Specific energy- absorption curves of cores of different aluminum honeycomb sandwich plates under different loadings

4 結(jié)論

文中通過(guò)有限元計(jì)算分析了沖擊載荷下層級(jí)蜂窩鋁夾芯板的動(dòng)態(tài)響應(yīng),通過(guò)對(duì)比蜂窩鋁夾芯板后面板的最大撓度、殘余撓度及芯層吸收的能量,分析了0級(jí)蜂窩和1級(jí)蜂窩芯層對(duì)蜂窩鋁夾芯板防護(hù)作用的影響,同時(shí)討論了蜂窩結(jié)構(gòu)參數(shù)γ對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,得出了如下結(jié)論:

(1)蜂窩鋁夾芯板的抗沖擊性能與載荷強(qiáng)度有密切關(guān)系,在所研究的載荷范圍內(nèi),當(dāng)沖擊載荷較小時(shí),0級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的撓度小于1級(jí)蜂窩鋁夾芯板,當(dāng)沖擊載荷較大時(shí),0級(jí)蜂窩鋁夾芯板后面板的撓度大于1級(jí)蜂窩鋁夾芯板.

(2)蜂窩結(jié)構(gòu)參數(shù)γ對(duì)后面板最大撓度的影響較小,但對(duì)芯層的比吸能有較大的影響.γ值越小,蜂窩芯層的比吸能越大,合理設(shè)計(jì)層級(jí)蜂窩的拓?fù)錁?gòu)型,能有效提高蜂窩鋁夾芯板的抗爆炸沖擊能力.

[1] TEJAVIBULYA N,YOUSSEF J,BAO B,et al.Directed self-assembly of large scaffold-free multi-cellular honeycomb structures [J].Biofabrication,2011,3(3):34110-34118.

[2] SUN G,LI G,STONE M,et al.A two-stage multi-fidelity optimization procedure for honeycomb-type cellular materials [J].Computational Materials Science,2010,49(3):500- 511.

[3] 白中浩,何成,朱峰.復(fù)合材料三明治結(jié)構(gòu)板的電磁和沖擊性能分析 [J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,44(9):137- 143. BAI Zhong-hao,HE Cheng,ZHU Feng.Analysis of electromagnetic and shock wave mitigation capability of a novel sandwich plate with composites [J].Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition),2016,44(9):137- 143.[4] 任鵬,張偉,劉建華,等.水下沖擊波作用的鋁合金蜂窩夾層板動(dòng)力學(xué)響應(yīng)研究 [J].振動(dòng)與沖擊,2016,35(2):7- 11. REN Peng,ZHANG Wei,LIU Jian-hua,et al.Dynamic analysis of aluminium alloy honeycomb core sandwich panels subjected to underwater shock loading [J].Journal of Vibration and Shock,2016,35(2):7- 11.

[5] 鄧?yán)?王安穩(wěn).方孔蜂窩夾層板在爆炸載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng) [J].海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào),2011,23(5):6- 10. DENG Lei,WANG An-wen.Dynamic response of the square hole honeycomb sandwich plate under explosion load [J].Journal of Naval Engineering University,2011,23(5):6- 10.

[6] LI X,ZHANG P,WANG Z,et al.Dynamic behavior of aluminum honeycomb sandwich panels under air blast:experiment and numerical analysis [J].Composite Structures,2014,108:1001- 1008.

[7] CHI Y,LANGDON G S,NURICK G N.The influence of core height and face plate thickness on the response of honeycomb sandwich panels subjected to blast loading [J].Materials & Design,2010,31(4):1887- 1899.

[8] KARAGIOZOVA D,NURICK G N,LANGDON G S.Behaviour of sandwich panels subject to intense air blasts-part 2:numerical simulation [J].Composite Structures,2009,91(4):442- 450.

[9] 朱易,黃正祥,祖旭東.爆炸載荷下蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)吸能特性研究 [J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào),2014,35(3):194- 198. ZHU Yi,HUANG Zheng-xiang,ZU Xu-dong,et al.Research on energy absorption properties of honeycomb sandwich composite structure under explosive load [J].Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and Guidance,2014,35(3):194- 198.

[10] ZHU F,WANG Z,LU G,et al.Analytical investigation and optimal design of sandwich panels subjected to shock loading [J].Materials & Design,2009,30(1):91- 100.

[11] ZHANG Y,LU M,WANG C H,et al.Out-of-plane crashworthiness of bio-inspired self-similar regular hie-rarchical honeycombs [J].Composite Structures,2016,144:1- 13.

[12] SUN Guangyong,JIANG Hao,FANG Jianguang,et al.Crashworthiness of vertex based hierarchical honeycombs in out-of-plane impact [J].Materials and Design,2016,110:705- 719.

[13] 鄭隆,姜五貴,吳志凱.多級(jí)蜂窩彈性參數(shù)的有限元模擬 [J].南昌航空大學(xué)學(xué)報(bào),2016,30(2):22- 27. ZHENG Long,JIANG Wu-gui,WU Zhi-kai.Finite element simulation of multistage cellular elasticity parameters [J].Journal of Nanchang Hangkong University(Natural Sciences),2016,30(2):22- 27.

[14] AJDARI A,JAHROMI B H,PAPADOPOULOS J,et al.Hierarchical honeycombs with tailorable properties [J].International Journal of Solids and Structures,2012,49(11/12):1413- 1419.

[15] HALLQUIST J O.LS-DYNA keywords user’s manual version 971 [Z].Livermore:Livermore Software Technology Corporation,2012.

[16] NURICK G N,LANGDON G S,CHI Y,et al.Behaviour of sandwich panels subjected to intense air blast-part 1:experiments [J].Composite Structures,2009,91(4):433- 441.

[17] XUE Z,HUTCHINSON J W.A comparative study of impulse-resistant metal sandwich plates [J].International Journal of Impact Engineering,2004,30(10):1283-1305.

Dynamic Response Analysis of Hierarchical Aluminum Honeycomb Sandwich Structure Subjected to Explosive Load

SUNGuang-yong1ZHANGJing-tao1LIShi-qiang2LIGuang-yao1

(1. State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body,Hunan University,Changsha 410082,Hunan,China; 2.Institute of Applied Mechanics and Biomedical Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,Shanxi,China)

Firstly,a hierarchical honeycomb structure is constructed by replacing each vertex of a regular hexago-nal network with a smaller hexagon topology. Secondly,the dynamic response and energy adsorption property of hierarchical honeycombs subjected to explosive load are analyzed by using the finite element software LS-DYNA. Then,the influences of load condition and core-layer configuration on structure deformation and energy absorption are investigated. Finally,a comparison is made between the hierarchical honeycomb sandwich structure and the traditional one. The results show that (1) under low load,the deflection of the back panel of traditional aluminum honeycomb sandwich structure is relatively small,while under high load,the constructed hierarchical honeycomb sandwich structure possesses relatively small reflection and good impact resistance,and this superiority becomes obvious as load increases; (2) hierarchy parameter slightly affects the deflection of back panels but significantly affects the specific energy absorption of the core; and (3) the specific energy absorption of the core reaches the maximum when the hierarchy parameter is 0.1.

hierarchical aluminum honeycomb sandwich structure; energy absorption property; impact resistance; dynamic response; explosive load

2016- 10- 07

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51575172);國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11602161);山西省自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(201601D021025) Foundation items: Supported by the National Natural Science Foundation of China(51575172), the National Natural Science Foundation of China for Youths(11602161) and the Natural Science Foundation of Shanxi Province for Youths(201601D021025)

孫光永(1981-),男,副研究員,博士生導(dǎo)師,主要從事汽車車身結(jié)構(gòu)多學(xué)科與輕量化設(shè)計(jì)、工程優(yōu)化新算法開(kāi)發(fā)、板料成形工藝、汽車主被動(dòng)安全、拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)、超輕材料及結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料研究.E-mail:sgy800@126.com

1000- 565X(2017)05- 0141- 06

O 383

10.3969/j.issn.1000-565X.2017.05.020