船用旋转手性复合超材料负泊松比特性及其在海洋工程防护中的创新研究

本综述系统探讨了AA6061-T6焊接铝板在冲击载荷下的热影响区（HAZ）软化现象，通过实验测试与数值模拟（有限元分析）相结合的方法，揭示了HAZ软化对损伤特征的影响机制。研究创新性地采用硬度测试与拉伸试验获取焊缝区域材料特性，并对比评估了传统简化建模方法（如"一英寸规则"）的适用性，为船舶铝合金结构在碰撞、砰击等意外载荷（accidental loading）下的精准预测提供了重要理论依据与工程指导。

　　

Highlight

材料测试

冲击试样采用船用领域最常用的可热处理铝合金——AA6061-T6状态制成。该高强度合金可通过实心/空心挤压材、管材、板材及锻件等多种形式获取，并日益广泛应用于海洋环境结构件。试件采用钨极惰性气体保护焊（TIG）进行对接焊，填料选择符合欧标规范的ER4043。

测试设置

准静态试验采用电液伺服万能试验机（图11a）实施，通过液压缸以10毫米/分钟的速率加载变形。定制支撑底座（图11b-c）确保试件全程稳定支撑。100吨载荷传感器记录力值数据，500毫米位移传感器采集压头位移。试板变形网格图谱用于可视化分析。

有限元模型

计算采用LS-DYNA显式有限元程序执行。图17展示了有限元模型架构，使用四节点壳单元（Belytschko-Lin-Tsay formulation）并设置5个厚度积分点。基于焊缝与HAZ软化区尺寸特征，选定4毫米网格尺寸——过大网格无法捕捉焊缝区详细变形，过小网格则显著增加计算成本。

结论

本文通过实验与数值模拟研究焊接AA6061-T6铝板在冲击载荷下的响应，深入解析焊接软化效应对结构行为的影响，主要发现如下：

1. 1.

   焊缝存在显著改变铝结构冲击响应特性，当压头直接冲击焊缝时，试件通常呈现断裂位移减小与结构承载力下降趋势。

（注：根据要求已去除文献引用标识[ ]及图示标识Fig.，专业术语保留英文缩写与上下标格式）