超輕多孔金屬材料的高孔隙率使其具有獨特的多功能復(fù)合特性,包括質(zhì)量輕、高比強(qiáng)度、高比剛度、耐沖擊、降噪散熱、多功能集成等優(yōu)良特性,廣泛地應(yīng)用于汽車、軌道交通、飛機(jī)和船舶等交通工具的能量耗散裝置中。超輕多孔金屬材料的廣泛應(yīng)用不僅會大幅度降低對常規(guī)能源的需求,同時還可以減少環(huán)境污染。蜂窩結(jié)構(gòu)屬于典型的超輕多孔金屬材料,在壓縮過程中特殊的變形模式和蜂窩胞壁的塑性變形能吸收大量的能量,從而達(dá)到緩和沖擊力,被大量應(yīng)用于包裝、重要設(shè)備的防護(hù)及結(jié)構(gòu)體內(nèi)部填充以及軍事工程中。因此研究蜂窩結(jié)構(gòu)的吸能特點、優(yōu)化蜂窩結(jié)構(gòu)、提高蜂窩結(jié)構(gòu)吸能能力,一直以來是一個重要的研究課題。本文對典型的正六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,然后針對優(yōu)化后的蜂窩結(jié)構(gòu)吸能特性展開了一系列的研究,主要工作有:（1）對典型的六角蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,將其每條邊分成兩段,用150度圓心角的弧線代替;對蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字三維建模,用德國EOS激光金屬打印機(jī)打印出實體,包含單個胞體和整個實體單元。對六角蜂窩結(jié)構(gòu)和優(yōu)化后的蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行面內(nèi)、面外以及單個胞體軸向進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實驗,比較兩種蜂窩結(jié)構(gòu)的力-位移曲線,計算兩者的吸能量、吸能有效率;結(jié)果表明... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超輕多孔結(jié)構(gòu)發(fā)展史
        1.2.2 蜂窩結(jié)構(gòu)吸能研究進(jìn)展
        1.2.3 蜂窩結(jié)構(gòu)制備方法
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 蜂窩結(jié)構(gòu)的制備與實驗研究
    2.1 引言
    2.2 蜂窩結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.1 設(shè)計目標(biāo)
        2.2.2 設(shè)計原理
        2.2.3 模型的構(gòu)建
    2.3 蜂窩結(jié)構(gòu)制備
        2.3.1 3D金屬增材制造技術(shù)
        2.3.2 3D打印機(jī)簡介及打印流程
        2.3.3 母材力學(xué)性能
    2.4 蜂窩結(jié)構(gòu)吸能特性研究
        2.4.1 吸能特性評估指標(biāo)
        2.4.2 蜂窩結(jié)構(gòu)壓縮實驗原理
        2.4.3 蜂窩結(jié)構(gòu)面內(nèi)吸能特性比較
        2.4.4 蜂窩結(jié)構(gòu)面內(nèi)壓縮實驗結(jié)果分析
        2.4.5 單胞結(jié)構(gòu)軸向壓縮實驗結(jié)果分析
        2.4.6 蜂窩結(jié)構(gòu)面外壓縮實驗結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
3 蜂窩結(jié)構(gòu)面內(nèi)壓縮吸能特性研究
    3.1 引言
    3.2 六角蜂窩與優(yōu)化后的蜂窩對比
        3.2.1 力-位移曲線對比
        3.2.2 變形模式對比
    3.3 速度對蜂窩結(jié)構(gòu)吸能特性的影響
        3.3.1 速度對吸能特性的影響
        3.3.2 速度變形模式的影響
    3.4 壁厚對蜂窩結(jié)構(gòu)吸能特性的影響
        3.4.1 壁厚對力-位移曲線的影響
        3.4.2 壁厚蜂窩結(jié)構(gòu)變形模式的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 單胞軸向壓縮吸能特性研究
    4.1 引言
    4.2 正六邊形與優(yōu)化后結(jié)構(gòu)吸能特性對比
        4.2.1 力-位移曲線對比
        4.2.2 變形模式的比較
    4.3 速度對吸能特性的影響
        4.3.1 速度對吸能特性的影響
        4.3.2 速度對變形模式的影響
    4.4 壁厚對吸能特性的影響
        4.4.1 壁厚對吸能特性的影響
        4.4.2 壁厚對變形模式的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 蜂窩結(jié)構(gòu)面外壓縮吸能特性研究
    5.1 引言
    5.2 六邊形與優(yōu)化后蜂窩結(jié)構(gòu)對比
        5.2.1 力-位移曲線對比
        5.2.2 變形模式的對比
    5.3 速度對蜂窩結(jié)構(gòu)吸能特性研究
        5.3.1 力-位移曲線
        5.3.2 速度對變形模式的影響
    5.4 壁厚對蜂窩結(jié)構(gòu)吸能特性研究
        5.4.1 力-位移曲線
        5.4.2 壁厚對變形模式的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 全文小結(jié)
    6.2 全文研究的主要創(chuàng)新點
    6.3 研究的局限性與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]金屬三維點陣結(jié)構(gòu)制備技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 趙冰,李志強(qiáng),侯紅亮,韓秀全,廖金華,譚諄禮,白秉哲,白利碩.  稀有金屬材料與工程. 2016(08)
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碩士論文
[1]金字塔金屬點陣夾芯結(jié)構(gòu)的制備及力學(xué)性能研究[D]. 張蒙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]鋁蜂窩靜動態(tài)壓縮行為研究[D]. 唐爽.中南大學(xué) 2014
[3]高強(qiáng)度鋁蜂窩自動化組裝工藝及設(shè)備的研究[D]. 劉天寶.重慶理工大學(xué) 2013



本文編號：3697866