三维随机蜂窝柱结构的压溃行为和吸能特性

来源 :2018第十二届全国爆炸力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shanzhaokai
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  本文研究了随机蜂窝柱状结构在单轴加载下的压溃行为和吸能特性。在二维随机蜂窝结构中引入镜像、轴对称卷曲和收缩偏置三种拓扑空间结构算法,实现了三维随机柱状蜂窝结构的构建。考察了厚径比、胞元不规则度、密度变化对三维柱状蜂窝结构的变形特征和能量吸收的影响。结果 表明,当蜂窝柱结构的厚径比较小时,局部区域的失稳诱发整体结构的屈曲,致使部分区域无法充分发生塑性变形,一定程度上削弱了结构的吸能性能。随着厚径比的增大,结构在压溃过程中出现双“V”模式的剪切带,且结构呈现整体对称的变形特征。同时,柱状蜂窝结构的不规则度影响着结构的力学行为,当结构为规则六面体构型时,观察到由局部区域形成并向相邻区域逐渐拓展的“I”形变形图样产生。相比于随机蜂窝柱结构,规则蜂窝柱结构的塑性耗散能随着压缩应变的增加而逐渐变得平缓。此外,密度分布对蜂窝结构的变现模式和能量吸收性能有着显著的影响。在相同压缩应变下,均匀密度的蜂窝柱结构单位质量的塑性能耗散与相对密度呈正比。进一步,在随机蜂窝结构中引入连续梯度分布的密度变化可以改变结构在动态冲击下的能量耗散方式,这对于抗冲击防护结构的设计具有工程指导意义。
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