研究发现金属蜂窝结构具有质量轻、强度高、有良好的隔声隔热及吸能缓冲等性能。尤其是铝蜂窝结构在压缩过程中的良好缓冲性能以及吸能效果,广泛应用于工业生产包装,防震减震内部填充、航空航天以及军事工程等方面。由于受到生产工艺等各方面因素的影响,金属蜂窝材料在生产过程中难免产生不均匀的随机缺陷以及壁厚方面的薄厚不均。为了解随机缺陷与梯度壁厚对蜂窝结构材料力学性能方面的影响,本文以正六边形铝蜂窝结构为研究对象,施加不同程度的随机缺陷与梯度壁厚,研究不同冲击荷载下随机缺陷与梯度壁厚对六边形蜂窝结构的动态压缩及缓冲吸能性能的影响,并与均匀蜂窝结构模型进行力学性能等方面的比较。采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,根据数值模拟分析结果得出如下结论:1.均匀六边形蜂窝材料冲压变形过程主要分为三个部分:即加载初期弹性变形阶段、加载中期塑性变形阶段、加载末期破坏阶段。从应力-应变角度分析,蜂窝材料首先达到一个应力峰值,随后进入平台应力阶段,最后进入应力激增段,初始应力峰值随冲击荷载的增大而增大。从能量吸收角度分析,单位质量蜂窝材料的吸能效率与冲击荷载成正相关。2.非均匀六边形蜂窝单独施加梯度壁厚能够有效改善蜂窝材料冲压变形特性,正负梯度分布有效利用材料强度,节约用材。含有不同缺陷率随机缺陷对于改善蜂窝材料变形带积聚具有积极影响,能够降低蜂窝材料初始应力峰值,有效防止变形带过分积聚而产生局部破坏,但随着缺陷率的提升,材料的抗冲击强度有所降低。3.同时施加梯度壁厚与随机缺陷情况下,少量随机缺陷与梯度壁厚随机组合既能够充分利用蜂窝材料强度,积极改善变形特性,又能够缓解变形带过分积聚、局部破坏问题。过高缺陷率不仅对蜂窝材料缓冲吸能没有积极影响,反而使变形带过分弥散,削弱蜂窝材料缓冲吸能性能。相同条件下含随机缺陷的梯度壁厚蜂窝材料平台应力值与冲击荷载成负相关。