四方蜂窝夹芯圆柱壳在径向压缩载荷作用下的力学行为研究

张自强; 郑建军; 张志家; 张钱城; 金峰

应用力学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (6) : 1263 -1269.

张自强, 郑建军, 张志家, 张钱城, 金峰

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摘要

通过将金属薄壁管及蜂窝结构相结合，提出了一种四方蜂窝夹芯圆柱壳结构。通过实验以及有限元分析软件ABAQUS/Explicit研究了四方蜂窝夹芯圆柱壳在径向压缩载荷作用下的力学行为。通过对比验证了有限元模型的准确性，分析了结构在径向压缩载荷作用下的变形模式，探讨了该结构的增强机理。研究表明，四方蜂窝夹芯圆柱壳结构在径向压缩载荷作用下会经历弹性阶段、塑性阶段和折叠压溃3个变形阶段;结构主要通过塑性铰的形成以及芯体褶皱来耗散更多的压溃能;相较于单层圆柱壳及芯体的简单叠加，四方蜂窝夹芯圆柱壳的承载能力和能量吸收都得到提高，且结构主要通过塑性铰的形成进行耦合增强。进一步参数化讨论结果表明，无量纲芯体壁厚的增加将提高四方蜂窝夹芯圆柱壳的峰值力和比吸能。