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三峡大学学报(自然科学版)2025年第02期:网状层级类蜂窝结构面外等效力学性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:胡启双;李响;李宁创;赵越超;文康;

单位:三峡大学机械与动力学院;石墨增材制造技术与装备湖北省工程研究中心(三峡大学);

摘要:蜂窝夹层结构以优异的力学性能及耐撞性在工程领域得到广泛应用.受到蜘蛛网结构尺寸梯度及层级分布的特点启发,提出了一种网状层级类蜂窝结构.基于应变能等效原理对其面外承载能力进行分析,推导其等效弹性模量和等效剪切模量的多级公式.通过理论分析与数值模拟结果对比,验证了理论推导的正确性.研究结果揭示了该结构的层级因子与面外承载性能之间的关系,可有效预测多级结构的面外力学性能.此外,将该结构应用于传统托盘上,在不同方向受力大小相同的情况下,两种托盘应力和位移值变化较小,但质量减轻20.9%,达到了轻量化设计的目的,同时也表明了蜂窝结构在工程实践中具有显著的潜在应用前景.

关键词:网状层级类蜂窝;;等效弹性模量;;等效剪切模量;;数值模拟

基金资助:国家自然科学基金青年基金项目(51305232);国家自然科学基金面上项目(52475267);; 三峡大学挑战杯项目(2024BKZX18)