【摘 要】
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为了获得良好的载荷一致性,在内凹六边形蜂窝结构的基础上,基于机械超材料的设计理念,提出了一种新型负泊松比环形蜂窝材料模型。利用显式动力有限元方法,研究了面内冲击载荷
【基金项目】
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河北省自然科学基金资助项目(A2017502015);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2017MS153)
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为了获得良好的载荷一致性,在内凹六边形蜂窝结构的基础上,基于机械超材料的设计理念,提出了一种新型负泊松比环形蜂窝材料模型。利用显式动力有限元方法,研究了面内冲击载荷作用下胞元微结构对负泊松比环形蜂窝材料的宏/微观变形、动态冲击强度和能量吸收能力的影响。研究结果表明,负泊松比环形蜂窝材料的冲击动力学性能除取决于冲击速度和相对密度,还依赖于胞元微结构。在中低速冲击载荷作用下,环形蜂窝结构表现出明显的负泊松比变形机制;与内凹六边形蜂窝结构相比,环形蜂窝结构具有更为良好的载荷一致性和高的比能量吸收能力。为了研究环形蜂窝材料的缓冲吸能特性,引入了最小动态缓冲系数CDM。在微结构参数不变的情况下,CDM随着冲击速度的增大而较小;在相同冲击速度下,随着曲率的增大,CDM呈现上升趋势。本文的研究将为负泊松比多胞材料动力学性能的多目标优化设计提供新的设计思路。
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