轴向载荷下层合蜂窝板壳结构的力学性能

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蜂窝结构具有良好的能量吸收性能,为了进一步提高蜂窝结构的能量吸收性能,研究人员采用了层级子结构、梯度结构以及夹芯结构等方式,受层合纤维板的启发,本文采用层合结构的方式提高蜂窝结构的能量吸收性能,以不同角度的单层六边形和单层内凹蜂窝板为基础铺层制作层合蜂窝结构,对层合蜂窝结构在轴向载荷下的力学性能进行研究,主要研究内容为:(1)根据理论分析与有限元仿真得到任意角度单层蜂窝板的弹性模量,角度改变的单层蜂窝板的弹性模量相对于常规单层蜂窝板弹性模量下降;基于蜂窝夹芯板理论对层合蜂窝板的弹性模量进行分析,层间粘结力对层合蜂窝板弹性模量有较大提升;(2)研究了单层蜂窝板和层合蜂窝板在准静态和冲击载荷下的力学性能,对比相同厚度的层合蜂窝板和单层蜂窝板在准静态和冲击载荷下的能量吸收性能和变形行为,得到了在准静态和冲击载荷下层合蜂窝板能量吸收性能优于相同厚度的单层蜂窝板;(3)分析了单层和层合内凹蜂窝圆柱壳在准静态载荷下的变形行为,并且对层合蜂窝圆柱壳在不同冲击速度下的能量吸收性能和变形行为进行研究,得到层合蜂窝圆柱壳相较于相同厚度的单层蜂窝板的能量吸收性能有较大提升的结论。此外,探讨了结构的层数对层合内凹蜂窝圆柱壳的影响,得到了低速冲击下结构层数的增加能提高层合内凹蜂窝圆柱壳的能量吸收性能的结论。
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