研究层合圆柱壳的吸能与缓冲作用,是为了准确、系统地描述出层合圆柱壳对静态压缩载荷及动载冲击载荷的能量的吸收过程、吸收率的大小、缓冲反力的特点等,为现代化各种防护工程提供可靠的依据,解决重大工程难题。但这类问题涉及到大变形 、非线性、瞬态性、藕联因素及复杂约束,使得求解十分困难。 本文在前人理论研究及相关实验的基础上利用 LS-DYNA 有限元软件对单层圆柱在不同载荷下的变形进行了模拟,模拟结果与理论及实验相吻合;对层合圆柱壳的模拟结果进行分析,并与单层圆柱壳的模拟结果对比,发现层合圆柱壳在轴向与径向载荷的作用下吸能与缓冲效果都优于单层。 对单层圆柱壳的模拟仿真的过程与结果进行分析中发现,圆柱壳在轴向准静态载荷作用下的模拟屈曲类形与所用的材料相关:理想性弹塑性材料模拟出轴对称大变形;非理想性弹塑性材料模拟出非轴对称大变形。在轴对称模拟出的结果与理论吻合较好,而非轴对称圆柱壳模拟出的结果大于理论结果,这是由于模拟所用的材料具有应变强化效应。 通过对层合圆柱壳的模拟分析,层合圆柱壳在发生非轴对称大变形时的吸能水平至少高于单层圆柱壳 12%,且载荷曲线平稳;而层合圆柱壳的轴对称大变形时的吸能能力几乎没有变化。对于径向作用的层合圆柱壳的吸能与缓冲能力与内壳半径密切相关,外壳没有变化时,内壳半径小则它的吸能能力强,缓冲作用则相反。