【摘 要】
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竹子的空心及梯度分布的材料结构已被证明是高效结构,本文研究了竹隔对竹秆结构的性能影响。解析分析与数值模拟相结合,并通过拓扑优化计算验证了竹隔存在的优越性。主要材料
【机 构】
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北京工业大学机械工程与应用电子技术学院;
【基金项目】
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国家重点研发计划“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项(2018YFB0703500)
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竹子的空心及梯度分布的材料结构已被证明是高效结构,本文研究了竹隔对竹秆结构的性能影响。解析分析与数值模拟相结合,并通过拓扑优化计算验证了竹隔存在的优越性。主要材料参数通过实验测试获得,纳米压痕实验测试了竹材的弹性模量,CT扫描图像获得了竹隔内部纤维的分布特性。数值仿真并与解析解对比研究了竹隔对竹秆结构性能的影响,证明竹秆结构发生弯曲破坏的原因是结构的高度各向异性;竹隔能明显提高竹秆结构的抗弯性能,竹隔通过降低节间最大变形的方式提高结构的抗弯性能;竹隔不影响结构转角与弯矩之间的线性关系,但会影响弯矩与壁厚的关系。
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