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作者:苏继龙;吴金东;
单位:福州外语外贸学院智能建造学院;福建农林大学机电工程学院;
摘要:手性蜂窝多孔材料因其具有比重轻、负泊松比及优异的抗冲击性能,在工业界具有巨大的应用潜力。本研究针对三维(3D)织构四韧带手性蜂窝材料,建立了韧带长度不同时手性蜂窝材料胞元的力学模型。结合韧带长度的差异值(韧带差异因子k)和各韧带与节点圆边角θ两个关键的单胞结构尺度参数,分别推演得到其弹性模量和泊松比的定量表达式。采用有限元方法对该蜂窝材料的受力和形变进行仿真并与理论计算值进行比较。结果表明:k和θ对该类材料的弹性模量和泊松比均产生显著的影响:随着k的增大,弹性模量表现为先减小后增大,在k≈1.25时取得最小值,θ越大这种增减变化越剧烈;泊松比同样也是随着k的增大而先减小后增大,体现出该类材料力学性能的可设计性。
关键词:三维手性蜂窝材料;;单胞结构尺度;;弹性模量;;抗冲击性能
基金资助:国家自然科学基金项目(10972056);; 福建省自然科学基金项目(2016J01001)