该夹层结构首先应用在船舶领域的甲板修复[7]上，通常在损坏甲板上铺设支撑条 及钢板，然后在形成的空腔内填入聚氨酯弹性体，夹层结构固化后铺设的面板和原甲 板面板与聚氨酯弹性体形成钢/聚氨酯夹层板结构，继续承受载荷。这样的修复过程 快速简单，易于实施，因此该技术逐渐被各修船厂所采用[8][9]。同时该夹层结构也被 应用于船舶建造[10]，有研究表明，使用钢/聚氨酯夹层结构制作舱口盖和汽车滚装船 甲板能使船舶企业的生产成本下降 15%。国外，早在 2004 年就已经有入级德国劳氏 船级社的化学品船，其甲板、船体和舱壁板采用此类夹层板进行设计和建造[11]。由于 性能优异，此类夹层板还被运用在军用舰船的上层建筑中，涉及可低探测性烟囱、综 合桅杆甚至整个上层建筑, 实现了减重、雷达红外隐身等功能[12]。随着该结构的应用 逐渐成熟，在桥梁面板的修复工程也见到了夹层板的身影，人们还进行了大胆的尝试， 将其直接加工成桥面板放置在桥面上[13]。在这方面，国外发达国家走在了前列，德国 交通部门于 2005 年在克雷菲尔德城市附近的 Schonwasserpark 桥上使用钢/聚氨酯夹层板进行耐久性改造和修复。当年夏天就完成了该桥的夹层板增补层，仅用时 5 周。 德国亚琛技术大学对这座桥夹层板增补层的规划和实施进行了全面的监控和分析，结 果表明改造后的前面性能得到较大提升[14]。

国内对钢/聚氨酯夹层结构在船舶和桥面上的研究和应用方兴未艾。由中华人民 共和国国家知识产权局认可的一份利用夹层板强化船舶性能的专利[15]中展示了一种 基于聚氨酯夹芯层弹性体和柔性索的新型舷侧复合板结构，它强化船舶舷侧自身吸能， 增大船舶舷侧在受碰撞时的变形范围，减小局部冲击破坏程度，以降低因船舶舷侧局 部冲击破环而造成破舱的可能性，进而提高被撞船舶存活率。在桥面修复上，1984 年建成通车的广东马房江北大桥于 1992 年和 2001 年先后两次进行桥面铺装翻修，后 又出现铺装层裂纹、推移、坑槽等病害；随后采用 SPS 夹层板覆盖法对原有正交异 性钢桥面进行加固，并在加固完成后进行了现场荷载试验，结果表明：加固后的桥面 板应力、纵肋应力以及桥面板局部变形均有了大幅度改善[16]。此外，钢/聚氨酯夹层 板也是体育娱乐设施中台阶和看台的理想建造材料。目前我国的台阶和看台大多由混 凝土制成，缺点在于台阶和看台质量过重而削弱了其承载能力。在同等载荷下，钢/ 聚氨酯夹层板的重量仅为混凝土的四分之一，同时由于钢/聚氨酯夹层板阻尼系数大， 具有优良的减振和降噪能力，能减少体育娱乐活动有关的振动隐患，大大提高了安全 性能[17]。

从上述的工程实例中可以认识到，钢/聚氨酯夹层板结构有着广泛的应用前景。 故而研究其在快速变化的载荷下表现出的力学性能与人们的生活息息相关。本文将研 究钢/聚氨酯夹层板的动态压缩力学性能，并寻求钢/聚氨酯夹层板动态压缩力学性能 与其结构形式的关系，以期为相关工程应用提供有益参考。

1。2 国内外研究现状

1。3  课题研究的主要内容和方法

本文首先对钢/聚氨酯夹层板的压缩性能进行综述，接着对该夹层板的动态压缩 性能进行研究：主要利用有限元软件对不同子弹冲击速度下的夹层板力学响应进行研 究，且对同类夹层板在应力脉冲作用下的应变特性进行分析，比较不同情况下的夹层 板力学响应；同时研究在相同冲击条件下不同形式夹层板的力学性能，得到提高夹层 板结构抗冲击性能的方法。

主要研究内容包括：