【摘要】：與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比,具有功能梯度變化的蜂窩結(jié)構(gòu)能夠在降低初始應力峰值,提高抗沖擊性能及能量吸收率等方面擁有較大優(yōu)勢。而隨著負泊松比材料的發(fā)現(xiàn)和研究,具有負泊松比的功能梯度蜂窩也引起學者們普遍關注。因此,本文主要利用有限元軟件ABAQUS,對兩種梯度模式下的多種結(jié)構(gòu)類型的六邊形及負泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)的面內(nèi)沖擊動力學性能進行了仿真研究。主要研究內(nèi)容如下:1、從結(jié)構(gòu)變形模式、沖擊動態(tài)響應及能量吸收率等三個方面驗證均勻六邊形及內(nèi)凹六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)的沖擊動力學規(guī)律。同時,根據(jù)兩種蜂窩結(jié)構(gòu)的變形模式分析了存在不同比例缺失時結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應及能量吸收率。并同前人的研究作對比,驗證所建模型的準確性;2、利用功能梯度材料理論,通過改變每層元胞的豎直高度,使其呈現(xiàn)出非對稱或?qū)ΨQ的分層高度梯度六邊形及內(nèi)凹六邊形蜂窩結(jié)構(gòu),并研究其在受到不同沖擊時的動態(tài)響應。同時,根據(jù)高度梯度蜂窩結(jié)構(gòu)的變形模式研究了不同比例缺失時的動態(tài)響應及能量吸收率。并與對應的均勻結(jié)構(gòu)相比較,討論分層高度梯度變化模式下蜂窩結(jié)構(gòu)在動態(tài)響應及能量吸收方面的變化。3、通過改變每層元胞的數(shù)目,構(gòu)造出具有分層密度梯度的對稱與非對稱六邊形及負泊松比蜂窩結(jié)構(gòu)試件,并分析其在多種沖擊下的動力學行為。然后依據(jù)密度梯度蜂窩結(jié)構(gòu)的變形模式,討論其在不同比例胞元缺失下動態(tài)響應與吸能效率的變化。最終,與均勻蜂窩結(jié)構(gòu)作對比,從應力應變曲線及能量吸收方面,探討分層密度梯度蜂窩結(jié)構(gòu)的沖擊動力學行為。結(jié)果表明:不同梯度模式、結(jié)構(gòu)類型及不同沖擊速度均會對結(jié)構(gòu)的沖擊動力學響應產(chǎn)生影響。當結(jié)構(gòu)類型與梯度變化模式相同時,沖擊速度越大,其結(jié)構(gòu)的平臺應力越大,能量吸收率也就會越高。而功能梯度負泊松比蜂窩材料具有更好的抗沖擊性能。若能合理選擇梯度變化模式,便能有效降低初始應力峰值,并提高材料能量吸收能力。
【圖文】：

蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的組成

正負泊松比材料的曲率特性
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O342

【參考文獻】

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本文編號：2705363