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机械强度2025年第12期:等双轴压缩法制备的负泊松比蜂窝的力学性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李育伟;苏步云;邱吉;树学峰;李志强;

单位:太原理工大学机械工程学院;太原理工大学航空航天学院;

摘要:负泊松比材料因其具有拉伸时膨胀、压缩时收缩的独特性能,在各个领域均有着广泛的应用。通过对二维Voronoi模型进行等双轴压缩获得了一种负泊松比蜂窝材料,并通过数值仿真研究了不同压缩比对其静态拉伸/压缩力学性能的影响。结果表明,采用上述方法制备的二维负泊松比蜂窝,其拉伸和压缩应力-应变曲线均具有典型的多孔材料“三阶段”变形特征,且呈现出显著的拉压强度非对称性。在单轴拉伸下材料表现出明显的负泊松比现象,随着压缩比的增大,其弹性模量和弹性泊松比逐渐减小,屈服强度和平台应力逐渐增大。随着拉伸应变的逐步增大,材料的塑性泊松比呈现出由负到零再到正的变化规律。然而,由于材料内部棱壁之间的相互接触,导致其向内的变形受限。因此,材料在单轴压缩下表现出正泊松比行为,且其弹性模量、屈服强度、弹/塑性泊松比和平台应力都随压缩比的增大而增大。此外,该负泊松比材料在拉伸下表现为各向异性,而在压缩下表现出各向同性。

关键词:负泊松比蜂窝;;变形模态;;弹/塑性泊松比;;平台应力;;拉压非对称

基金资助:国家自然科学基金项目(12102289,12302477);; 青年科学研究项目(202203021222081)~~