1、由于具有質(zhì)量輕，比強度高的特性，泡沫夾芯結(jié)構(gòu)被廣泛地應用于航空航天、軍事、船舶、汽車、高速列車、風力發(fā)電、包裝、醫(yī)療器械等領域。新型高性能夾芯結(jié)構(gòu)的設計一直是材料工程領域研究的前沿課題。傳統(tǒng)的三明治結(jié)構(gòu)通常是由兩個薄層面板和具有一定厚度的中間芯材構(gòu)成。近年來隨著新型材料和結(jié)構(gòu)的不斷提出，通過改變芯材的材料和結(jié)構(gòu)，提出了多種新型三明治結(jié)構(gòu)并在實際應用中體現(xiàn)出優(yōu)異的性能。因此考慮芯材的變形特征和應用需求，建立新型三明治結(jié)構(gòu)動態(tài)塑性本構(gòu)模型，

2、這對于新型三明治結(jié)構(gòu)的動力學優(yōu)化設計和應用具有至關(guān)重要的意義。本文基于高速沖擊下泡沫金屬的變形特性，建立了時變金屬泡沫三明治梁的動態(tài)塑性屈服理論，并提出了具有強度梯度的多層三明治梁的理論分析模型，建立了相應的動態(tài)屈服理論。全文的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)建立了質(zhì)量塊撞擊下考慮三明治梁前后面板耦合關(guān)系的三明治梁動力學模型。不同于以往的“壓力空腔”分析模型，模型中把三明治梁的芯材簡化為連接前、后面板的剛塑性彈簧，同時將芯材的質(zhì)量和

3、彎距等效到前后面板以考慮芯材的彎曲變形。在變形過程中考慮芯材的彎矩作用，得到了關(guān)于時間變化的速度和撓度曲線，并將該模型應用于三明治梁的小變形分析。結(jié)果表明，模型預測結(jié)果與實驗及有限元模擬結(jié)果吻合，可以更準確地預測梁中點的最終撓度。
　　(2)考慮高速沖擊下，三明治泡沫芯材漸進變形的特性，建立了三明治梁考慮時間不均勻性的時變動態(tài)屈服準則。與準靜態(tài)的均勻變形是不同的，高速沖擊下芯材的局部化變形導致三明治梁的橫截面由對稱形態(tài)變?yōu)榉菍ΨQ形

4、態(tài)。將該模型應用于爆炸載荷作用下的三明治梁，結(jié)合膜力因子法，建立了爆炸載荷作用下三明治梁大變形的動力學模型。分析了三明治結(jié)構(gòu)中點的速度和撓度。和有限元計算模擬結(jié)果比較表明，考慮時間不均勻性的動態(tài)屈服準則可以更加準確地預測高速沖擊下三明治梁的動態(tài)響應特性。上述分析模型為研究三明治結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計提供理論參考，對不同工況下三明治結(jié)構(gòu)的動力學性能設計具有重要的理論指導意義。
　　(3)建立了具有芯層強度梯度的四層三明治梁的動態(tài)屈服理論。討

5、論了前后面板材料和厚度相同，芯層材料和厚度不同的夾芯結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應，分析了芯材厚度和強度對多層梁承載和能量吸收能力的影響。計算結(jié)果表明，在大變形時，結(jié)構(gòu)承載和能量吸收能力隨著芯材強度比值的增加而增加。而面板和芯材厚度的比值對結(jié)構(gòu)承載和能量吸收能力也有類似的影響。尤其是在撓度超過梁的截面深度時，前面芯材強度的影響更加明顯。
　　(4)研究了梯度芯層三明治梁的凹坑效應?；诘湫腿髦谓Y(jié)構(gòu)的分析模型，建立了兩層泡沫芯材三明治梁在受到橫向