聚氨酯被称之为“第五大塑料”，它由异氰酸酯、多元醇、催化剂等原料通过化学 反应制成，其性能优越，在国家经济的许多领域被普遍应用。该产品主要用于轻工业、 化工业、建筑业、纺织业、汽车工业、国防工业、航天事业、航空事业等[2]。论文网

1。3 国内外研究现状和方法

1。4 本文主要研究工作

本文数值仿真技术，利用动力学软件 LS-DYNA 模拟了聚氨酯/钢夹层板，并对 SPS

夹层板的低抗侵彻的能力进行了计算研究。具体内容如下：

第二章对夹层板的结构进行了概述；对 LS-DYNA 软件进行了介绍，了解了软件中 得到应用的显示求解方法和接触界面算法；此外对聚氨酯/钢夹层板在平弹头冲击下的数 值仿真模型化技术进行了研究，确定了 SPS 中夹层与面板的建模方式、单元类型的选用 和材料模型的参数；分析夹层与前后面板之间的连接形式，单元类型的选用和网格划分 的尺寸大小对聚氨酯/钢夹层板在平弹头冲击作用下力学性能的影响，最后对聚氨酯/钢 夹层板的抗侵彻性能的研究提供技术支撑。

第三章以聚氨酯/钢夹层板单元为研究对象，结合数值仿真建模技术，运用非线性动 力学有限元软件 LS-DYNA 数值仿真分析了聚氨酯/钢夹层板在平弹头冲击作用下的抗 侵彻性能。主要开展了不同工况下 SPS 夹层板系统被不同速度的平弹头正侵彻的仿真计 算，分析了撞击速度、SPS 夹层板前面板厚度与夹芯高度等不同工况下 SPS 的抗侵彻性 能，最后确定 SPS 夹层板的最佳抗侵彻组成结构，从而总结得出优化后的 SPS 夹层结 构在不同工况条件下的抗侵彻规律。

第二章 SPS 夹层板抗侵彻下数值仿真模型化研究

2。1 引言

具有泡沫夹芯的夹层板因其具有较好的结构性能而引起了较多的关注，成为许多科 学家研究的热点。为了获得较轻的结构，对夹层板的隔音和隔热性能进行了主要研究。 但实际上泡沫塑料除此之外，还有很多优点，如较好的抗振消振功能特性和较好的力学 性能。随着工业发展，泡沫塑料芯体夹层板的应用将会越来越广泛，对它的其他性能要 求也会越来越高[7]。由于计算机软硬件的迅猛发展，数值模拟方法被广泛使用并取得了 很好的效果，是当今科学研究中必不可少的一种有效手段。为此，本章对不同厚度上面 板和不同高度的聚氨酯夹芯的夹层板低抗侵彻的能力进行了数值仿真，主要为了能够给 实际应用提供指导。本章叙述了夹层板的发展历史；介绍了 LS-DYNA 软件；此外研究了 聚氨酯/钢夹层板在平弹头冲击下的数值仿真技术，确定了 SPS 中夹层与面板的建模方 案、单元类型的选用和材料模型的参数；分析夹层与前后面板之间的连接形式，单元类 型的选用和网格划分的尺寸大小对聚氨酯/钢夹层板在平弹头冲击作用下力学性能的影 响，最后对聚氨酯/钢夹层板的抵抗侵彻的能力提供技术支撑。

2。2 夹层板的简介

夹层板壳的设想在 20 世纪 20 年代被提出，但制造过程有很大的难度而没有得到推

广。从 40 年代开始，在航空航天以及航海等工程中，夹层板的结构形式开始出现。有 众多的科学家如 C。A。诺索夫、N。J。霍夫、E。瑞斯纳、C。利伯夫和 S。巴特多夫等对夹层 板壳相关力学理论进行了深入的研究。文献综述

夹层板是层板和夹层的统称，是由上、下两块薄表层和中间的轻质夹芯构成的，在 航空航天以及航海等工程中是被优先使用的结构形式。上、下两层可以用金属、复合纤 维、硬塑料等制成，承受主要的外部冲击；夹芯一般使用铝或不锈钢这样的蜂窝状结构、 波纹板结构、泡沫塑料填充物、轻质木板等，中间夹芯起到粘结上、下两层和隔绝它们， 同时又承受横向剪力的作用。