發(fā)布時(shí)間：2021-09-08 20:03

　　基于多胞材料獨(dú)特的力學(xué)性能和微結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),提出一種多段三角形和六角形蜂窩填充能量吸收復(fù)合結(jié)構(gòu)模型.利用顯式動(dòng)力有限元方法對(duì)該模型的動(dòng)力響應(yīng)特性和比吸能進(jìn)行研究,重點(diǎn)討論了不同恒定沖擊速度下,蜂窩結(jié)構(gòu)的排布及其相對(duì)密度對(duì)復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)宏觀變形、動(dòng)態(tài)平臺(tái)應(yīng)力、沖擊載荷一致性和能量吸收能力的影響.研究結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的多段填充復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)能夠讓軸力和彎曲變形共同參與整體變形,實(shí)現(xiàn)I類和II類能量吸收結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ).通過對(duì)各段內(nèi)微結(jié)構(gòu)及段長的合理選擇,復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)的沖擊載荷效率明顯提高,沖擊應(yīng)力波動(dòng)幅度明顯降低,能夠有效地提高并控制蜂窩結(jié)構(gòu)能量吸收效率.本文對(duì)完善多胞結(jié)構(gòu)的耐撞性設(shè)計(jì)方法和控制能量吸收過程具有指導(dǎo)意義. 

【文章來源】：湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,47(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

多段填充復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)能量吸收設(shè)計(jì)模型

圖1 多段填充復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)能量吸收設(shè)計(jì)模型圖3為多段填充復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖.針對(duì)某一特定的結(jié)構(gòu)排布（如試件HHTT,H表示六角形結(jié)構(gòu)；T表示三角形結(jié)構(gòu)），試件HHTT表示六角形結(jié)構(gòu)靠近沖擊端，三角形結(jié)構(gòu)靠近固定端.基體材料為金屬鋁，并假定為理想彈塑性模型，服從Mises屈服準(zhǔn)則.主要材料參數(shù)為[10]：楊氏模量Es=69 GPa，屈服應(yīng)力σys=76 MPa，密度ρs=2 700 kg/m3，泊松比μ=0.3，取強(qiáng)化模量為零.對(duì)于計(jì)算中可能的接觸，將剛性板與試件間定義為面-面自動(dòng)接觸，摩擦系數(shù)為0.02[10]；試件內(nèi)部各胞元間定義為通用接觸，且無摩擦.采用與文獻(xiàn)[3-7]相同的邊界條件，即蜂窩試件置于底端固定剛性板上，試件左右兩側(cè)自由.為保證變形的平面應(yīng)變狀態(tài)，在計(jì)算過程中，約束所有節(jié)點(diǎn)沿面外方向的位移以防止面外屈曲的發(fā)生.另外，本文在大變形沖擊過程中不考慮材料損傷對(duì)多段填充復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和能量吸收能力的影響.

圖3為多段填充復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖.針對(duì)某一特定的結(jié)構(gòu)排布（如試件HHTT,H表示六角形結(jié)構(gòu)；T表示三角形結(jié)構(gòu)），試件HHTT表示六角形結(jié)構(gòu)靠近沖擊端，三角形結(jié)構(gòu)靠近固定端.基體材料為金屬鋁，并假定為理想彈塑性模型，服從Mises屈服準(zhǔn)則.主要材料參數(shù)為[10]：楊氏模量Es=69 GPa，屈服應(yīng)力σys=76 MPa，密度ρs=2 700 kg/m3，泊松比μ=0.3，取強(qiáng)化模量為零.對(duì)于計(jì)算中可能的接觸，將剛性板與試件間定義為面-面自動(dòng)接觸，摩擦系數(shù)為0.02[10]；試件內(nèi)部各胞元間定義為通用接觸，且無摩擦.采用與文獻(xiàn)[3-7]相同的邊界條件，即蜂窩試件置于底端固定剛性板上，試件左右兩側(cè)自由.為保證變形的平面應(yīng)變狀態(tài)，在計(jì)算過程中，約束所有節(jié)點(diǎn)沿面外方向的位移以防止面外屈曲的發(fā)生.另外，本文在大變形沖擊過程中不考慮材料損傷對(duì)多段填充復(fù)合蜂窩結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和能量吸收能力的影響.1.2 相對(duì)密度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]負(fù)泊松比蜂窩材料的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)及能量吸收特性[J]. 韓會(huì)龍,張新春,王鵬.  爆炸與沖擊. 2019(01)
[2]正八邊形多胞薄壁管吸能特性仿真和優(yōu)化[J]. 白中浩,王飛虎,郭厚銳.  湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(10)



本文編號(hào)：3391397