强化型内凹蜂窝的力学特性研究

摘要

在内凹六边形蜂窝(re-entrant hexagonal honeycomb, RHH)构型的基础上，通过往其胞元内部嵌入斜撑结构，提出了一种强化型的内凹蜂窝(enhanced re-entrant honeycomb, ERH)结构。通过准静态压缩试验研究了其静力学性能，揭示了ERH单胞的变形机制。采用有限元模拟的方法，对ERH在低速(10 m/s)和高速(100 m/s)冲击载荷作用下的动力学响应进行了研究，具体分析了其变形模式、动态泊松比以及能量吸收能力等。研究发现，往胞元内部嵌入斜撑结构，对原结构的负泊松比特性不会产生很大的影响，反而能够增强蜂窝结构抵抗冲击变形的能力。通过对2种蜂窝结构比吸能的对比分析可知，ERH单位质量吸收的能量较RHH在低速和高速冲击载荷下分别能提高38.53%和13.85%,说明嵌入的斜撑结构同样能提高蜂窝结构的能量吸收能力。

关键词

负泊松比蜂窝 / 准静态压缩 / 面内冲击 / 变形模式 / 比吸能

基金资助

国家自然科学基金资助项目(No.11972287;11872303)