球形机器人工作过程中受到的低速冲击能够对其内部装置与运行精度产生重大威胁.针对球形机器人的玻璃纤维增强聚合物(GFRP)薄壁球壳结构可能受到的大变形动载作用,进行GFRP球壳的低速冲击损伤研究,分为试验和仿真两个方面,通过不同冲击速度的低速冲击试验与准静态压缩试验得出GFRP球壳的动力学响应及剩余承载力,并且基于Hashin准则建立球壳的复合结构渐进损伤仿真模型,阐明其在不同冲击速度下的应力分布、结构变形模式和能量耗散机制.研究结果再现了球形机器人球壳在严苛环境下发生变形与侵彻贯穿的情况,得到了球壳发生侵彻贯穿的临界冲击速度范围,对高性能球形机器人的研制及其精准控制的实现有着极为重要的意义.
球形机器人 玻璃纤维增强聚合物(GFRP) 球壳结构 渐进损伤 动力学响应