Chinese Journal of Ship Research, Volume. 18, Issue 2, 28(2023)
Response of carbon fiber trapezoidal corrugated sandwich structure under air explosion loading
Figures & Tables(16)
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Table 1. Parameters of plain woven carbon fiber composite material laminates[13]
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参数 数值 方向1弹性模量 ${E_{11}}$ /GPa62.3 方向2弹性模量 ${E_{22}}$ /GPa62.3 厚度方向弹性模量 ${E_{33}}$ /GPa8.5 泊松比 ${v_{12}}$ ，${v_{13} }$ ，${v_{23}}$ 0.06 剪切模量 ${G_{12}}$ /GPa7.1 剪切模量 ${G_{13}}$ ，${G_{23}}$ /GPa3 方向1拉伸强度 ${X_{\rm{t} } }$ /MPa610 方向1压缩强度 ${X_{\rm{c} } }$ /MPa314.7 方向2拉伸强度 ${Y_{\rm{t} } }$ /MPa610 方向2压缩强度 ${Y_{\rm{c} } }$ /MPa314.7 厚度方向拉伸强度 ${Z_{\rm{t} } }$ /MPa55.6 厚度方向压缩强度 ${Z_{\rm{c}}}$ /MPa500 剪切强度 ${S_{12}}$ /MPa101.7 剪切强度 ${S_{13}}$ ，${S_{23}}$ /MPa59.4 密度 $\rho $ /(kg·m−3)1467
Table 2. Cohesive element material parameters
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参 数 数值 弹性模量 E11/GPa 4.3 G12/GPa 2.0 G13/GPa 2.0 失效应力 $ {\sigma }_{\mathrm{N}} $ /MPa100 ${\sigma }_{\mathrm{S} }$ /MPa80 ${\sigma }_{\mathrm{T} }$ /MPa80 断裂能 GN/(J·m−2) 1 500 GS/(J·m−2) 2 000 GT/(J·m−2) 2 000
Table 3. PE4 explosive JWL state equation parameters[13]
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参数 数值 注：A，B，R1，R2，ω为JWL状态方程参数。 密度/(kg·m−3) 1 770 $ A $ /GPa617.5 $ B $ /GPa16.9 $ {R}_{1} $ 4.4 $ {R}_{2} $ 1.2 $ \omega $ 0.25 爆轰速度V/(m·s−1) 7 100 初始内能 $ {E}_{\mathrm{m}} $ /(J·kg−1)5.707×106
Table 4. Air gas state equation parameters[14]
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参数 数值 密度/(kg·m−3) 1.225 大气压强/Pa 1.013×105 体积常数R 287.05 初始温度 $ \theta $ /℃20 绝对零度 $ {\theta }_{\mathrm{z}} $ /℃−273
Table 5. Structural parameter design of trapezoidal corrugated plate
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工况 迎爆面面板 厚tf /mm 背爆面面板 厚tb /mm 芯层高 Hc /mm 芯层壁板 折角θ/(°) 单位面积 相对质量 TC-1 1.56 1.56 14 45 1.00 TC-2 0.78 1.56 14 45 0.81 TC-3 2.34 1.56 14 45 1.19 TC-4 1.56 0.78 14 45 0.81 TC-5 1.56 2.34 14 45 1.19 TC-6 1.56 1.56 14 30 0.97 TC-7 1.56 1.56 14 60 1.05 TC-8 1.56 1.56 8 45 0.99 TC-9 1.56 1.56 20 45 1.01
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Shuaishuai ZHANG, Jun LIU, Pan ZHANG, Yuansheng CHENG. Response of carbon fiber trapezoidal corrugated sandwich structure under air explosion loading[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2023, 18(2): 28
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Received: Oct. 26, 2021
Accepted: --
Published Online: Mar. 20, 2025
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