金属蜂窝异面压缩下平均压缩应力的理论模型

为了得出蜂窝材料在静态压缩及冲击加载下的异面压缩力学行为,基于蜂窝材料的对称性特点,以Y形蜂窝胞元为研究对象,根据能量守恒原理,将Y形蜂窝胞元所吸收的能量等效为塑性铰转动所需要的能量与Y形蜂窝胞元壁转动所需要的能量之和,在此基础上,分别采用Mises屈服准则和Tresca屈服准则推导蜂窝材料在静态压缩下的平均压缩应力的理论模型.基于Cowper-Symonds模型考虑应变率对Y形蜂窝胞元材料力学性能的影响,推导蜂窝材料动态平均压缩应力的理论模型.通过一系列的试验,验证了基于Tresca屈服准则推导的蜂窝材料在异面压缩下的平均压缩应力理论模型的正确性.     

蜂窝夹层结构复合材料的力学性能研究

设计了不同铺层形式的蜂窝夹层结构复合材料实验板 ,研究了胶膜、铺层方式以及界面缺陷对蜂窝夹层结构的力学性能影响 ,对比了蜂窝夹层结构中的面板与叠层板的性能。     

基于Pamcrash的蜂窝铝异面压缩仿真与验证

为了得到与实验一致性较好的蜂窝铝有限元模型,利用Hypermesh和Pamcrash软件联合仿真,以软件材料库中105号壳单元为基础,建立了蜂窝铝模型,模拟蜂窝铝异面匀速压缩过程;通对比触发力、平台力、吸能量和压实应变,验证仿真模型。对比结果表明,仿真模型与实验试件的主要变形模式相同,仿真数据与实验数据吻合。在考察蜂窝铝异面压缩吸能能力的情况下,所建立的蜂窝铝有限元模型能够代替实验试件,进行研究与设计。     

负泊松比蜂窝结构覆盖层的动态压缩行为研究

为提高舰船的生命力及安全性,在舰船湿表面敷设某种材料的防护覆盖层,能起到一定的抗冲击作用。提出了一种负泊松比蜂窝结构,建立了该结构的力学分析模型,利用有限元软件建模及仿真,研究周期分布空腔结构覆盖层的动态压缩行为,分析其在动态压缩过程中,单元节点位移、加速度以及能量等物理参数随时间的变化特性。研究结果表明,在相同的载荷,不同的初速度作用下覆盖层结构响应不同;随着初速度的增加,覆盖层结构的动态压缩行为表现愈加明显。该研究结果对此类覆盖层结构的动力学特性具有一定的指导作用,同时可对潜艇湿表面抗冲覆盖层结构的进一步优化设计提供参考。     

约束状态下铝蜂窝异面压缩动态响应研究

以小尺寸铝蜂窝为研究对象,利用非线性有限元数值模拟方法,重点研究了约束状态下的响应特性,对比分析了自由状态与约束状态下的异面压缩动态响应。通过仿真结果与理论对比,证明了基于有限元方法研究铝蜂窝异面压缩动态响应的可行性和有效性。研究结果表明:周向约束能显著改善铝蜂窝的变形模式和响应特性;铝蜂窝结构在中低速条件下对压缩速度和加载方式不敏感;初始接触峰值载荷仅与厚跨比线性相关;对相同胞元尺寸的铝蜂窝,峰值载荷、平台载荷、比载荷、吸能量、质量比吸能均与厚跨比呈幂次关系,可由此设计响应理想的铝蜂窝;吸能量-载荷曲线肩点反映了铝蜂窝的最佳设计点,其线性拟合关系对工程应用很有参考价值。     

蜂窝纸板力学性能的试验研究

在试验的基础上,研究蜂窝纸板的力学性能,得到了蜂窝纸板的压缩曲线及卸载曲线、二次加载曲线.结果表明,二次加载时,蜂窝纸板的应力-应变曲线将首先上升到预压时的卸载点.二次加载曲线表明,蜂窝纸板在用作缓冲材料时,若进行预压,使之进入屈服阶段,则缓冲效果会更好.     

蜂窝纸板力学性能的试验研究

在试验的基础上,研究蜂窝纸板的力学性能,得到了蜂窝纸板的压缩曲线及卸载曲线、二次加载曲线。结果表明,二次加载时,蜂窝纸板的应力—应变曲线将首先上升到预压时的卸载点。二次加载曲线表明,蜂窝纸板在用作缓冲材料时,若进行预压,使之进入屈服阶段,则缓冲效果会更好。     

基于主动监测技术的蜂窝夹芯结构损伤监测研究

目前，复合材料主要是以蜂窝结构的形式应用于飞机结构中。将应力波因子（SWF）技术与智能材料结构技术相结合，对蜂窝夹芯复合材料的损伤实现在线、主动监测。提出了先将应力波的时域波形微分后再进行傅立叶变换的方法；验证了应力波在蜂窝夹芯复合材料中传播时，其峰－峰值随距离增大呈指数衰减，并提出一种基于最小二乘法的新型应力波因子技术，可有效的剔除传播距离对信号峰－峰值的影响，提高了损伤判别的可靠性和准确性。     

X型内凹蜂窝结构的拉伸力学行为研究

基于内凹机制,将星型和内凹六边形的微结构相结合,设计一种新型内凹蜂窝结构模型(简称X型结构)。针对该结构模型,给出了其相对密度,以达到轻量化的目的。采用有限元软件Abaqus对该结构进行轴向拉伸力学行为研究,得到了该结构的尖端内凹角、单元壁厚度、外夹角以及材料属性对等效弹性模量和泊松比的变化规律。数值结果表明:影响结构的重要因素是外夹角,随着外夹角在一定范围内的增加,使得其等效弹性模量和泊松比随之增大,在外夹角达到约67°时,该结构为零泊松比结构;当单元壁厚度越大,结构的负泊松比效应越明显,等效弹性模量也越来越大;当尖端内凹角越小,负泊松比效应越强。该研究结果可为新型负泊松结构的优化设计提供新的借鉴思路。     

类蜂窝夹层结构的力学特性研究

创新设计的类蜂窝夹层结构具有良好的力学性能、吸能特性和更大的设计空间.目前大多研究是将夹层结构的胶粘剂层的厚度忽略不计,并且将整个夹层结构的厚度约等于夹芯层的厚度来进行相关力学性能参数的计算.本文基于Gibson夹层结构胞元理论,考虑胶粘剂层的影响因素,对类蜂窝夹层结构进行力学性能分析;运用复合材料力学和材料力学理论以及应变能等效原理推导出类蜂窝夹层结构的等效力学性能、刚度和等效密度计算公式.本文的研究结论可望为进一步研究新型蜂窝夹层结构提供相应的理论支持.     

含孔复合材料层板的力学性能研究

对复合材料开口缝合补强结构进行了实验研究,测试了不同缝合参数(针距、行距、边距、单重和双重缝合)补强对含孔复合材料层板的破坏强度,研究了孔边应力集中和缝合补强对强度、模量等力学性能参数的影响,分析讨论了孔边及邻近区域应变集中及应变分布的规律,通过实验结果和分析讨论,对复合材料开口缝合补强结构提出合理的设计方法。     

钢蜂窝夹芯结构的准静态压缩吸能特性

利用MTS810型材料试验机对Q215钢蜂窝夹芯结构进行了准静态压缩试验,分析了其结构参数对抗压强度和比吸能值的影响.结果表明:Q215钢蜂窝夹芯结构具有良好的吸能特性,比吸能值达到5～38 kJ·kg-1;沿x,Y方向压缩时,抗压强度和比吸能值均随面板厚度与夹芯厚度比的增加而增大;沿x方向压缩时,抗压强度和比吸能值均随胞壁厚度与胞壁边长比的增加而增大.     

冻结壁加卸载作用下力学性能的实验研究

冻结法开挖过程中，冻结壁受力形式为往复加、卸载过程，由于卸载而导致的土体变形破坏现象普遍存在。通过模拟试验表明：冻结壁的力学参数是与加载路径和加载历史以及应力环境、温度、含水量等多方面因素有关的过程量，在不同的应力环境中表现出不同的力学特性。     

Effect of Axial Deformation on Elastic Properties of Irregular Honeycomb Structure

Irregular honeycomb structures occur abundantly in nature and in man-made products,and are an active area of research.In this paper,according to the optimization of regular honeycomb structures,two types of irregular hon-eycomb structures with both positive and negative Poisson's ratios are presented.The elastic properties of irregular honeycombs with varying structure angles were investigated through a combination of material mechanics and structural mechanics methods,in which the axial deformation of the rods was considered.The numerical results show that axial deformation has a significant influence on the elastic properties of irregular honeycomb structures.The elastic properties of the structure can be considered by the enclosed area of the unit structure,the shape of the unit structure,and the elastic properties of the original materials.The elastic properties considering the axial deformation of rods studied in this study can provide a reference for other scholars.