闭孔泡沫铝夹层结构耐撞性研究（二十五）

2.5.1有限元模型介绍

根据各试件的实际尺寸建立有限元模型，如图2.23所示，仿真夹层结构长度为180mm，宽度为40mm，跨度为120mm，模型中所有部件(包括面板、泡沫芯层、压头、支撑端和夹紧块)均用8节点实体单元C3D8R，压头、支撑端和夹紧块均设置为刚体；夹层结构部分两节点间尺寸均小于2mm，模型总节点数35239，单元数27128；考虑到实际夹具外形过于复杂，影响仿真计算效率，对弯曲试验的边界条件作合理简化，仿真过程限制夹紧块和支撑端六个方向的自由度，控制压头只能在Z轴方向平动，在夹紧块与上面板接触面处加载一个等面积的压力作用在上面板，用来简化初始状态螺栓作用在夹紧块上产生的压力。模型中各部件之间采用通用接触，摩擦系数为0.3，由于不考虑界面分离的情况，因此面板与泡沫芯层之间用Tie连接。由图2.2可知，铝合金面板材料为理想弹塑性材料，所以面板材料采用非线性弹塑性本构模型，使用表2.2中的弹性模量和铝合金的拉伸屈服应力-应变曲线表示，泊松比取0.33；泡沫芯层材料选择 ABAQUS/Explicit自带的CRUSHABLE FOAM本构模型，该本构需要输入压缩屈服应力比1.14,泊松比0.01,单轴压缩真实屈服应力-应变曲线等材料参数。因为本模型中所有本构均未考虑应变率的影响且铝合金和泡沫铝在低速范围内的惯性效应不明显，所以为了提高计算效率，模型中压头的加载速度为1m/s。