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作者:王曦晨;王树青;郑泽鹏;陈琪;岳雯;
单位:中国海洋大学工程学院;中国海洋大学海洋工程重点实验室;
摘要:针对传统蜂窝结构因高孔隙率导致的强度不足问题,本文通过在传统内凹蜂窝结构中嵌入双菱形增强结构,提出了一种新型增强型负泊松比蜂窝结构,以提升蜂窝结构的压缩力学性能。本研究基于单位载荷法建立了增强内凹蜂窝结构等效参数的理论模型,采用有限元方法研究了增强型负泊松比蜂窝结构胞元的等效泊松比及等效弹性模量,并与理论模型结果进行对比,验证了模型的准确性。还分析了增强型负泊松比蜂窝结构在压缩载荷下的能量吸收特性和变形模式。研究结果表明,由于菱形结构的支撑作用,增强型负泊松比蜂窝结构在保持结构负泊松比特性的同时,刚度和吸能性能均得到显著提升,具体表现为增强结构的平台应力和结构总吸能相较于传统内凹蜂窝结构分别提高了75.1%和45.5%。本文的研究表明,通过合理的结构设计可以有效提高结构力学性能,对负泊松比结构的设计及优化具有一定的参考价值。
关键词:蜂窝结构;;负泊松比;;力学性能;;变形模式;;能量吸收
基金资助:国家自然科学基金项目(52088102)资助~~