多胞材料及其胞元的沖擊動力學特性研究.pdf

1、作為一種理想的能量吸收材料，多胞材料在不同工程領域中得到廣泛應用。如何實現(xiàn)多胞材料的多目標優(yōu)化設計成為了學術(shù)研究的前沿問題之一。目前，對多胞材料的力學性能已經(jīng)有了基本把握，但是由于其自身的結(jié)構(gòu)特點，一些涉及多胞材料，甚至基本胞元變形特征的問題還有待于進一步澄清。由于實驗條件的局限性，本論文借助計算力學的優(yōu)勢，結(jié)合實驗結(jié)果相互驗證，從多胞材料胞元力學響應特性出發(fā)，建立了胞元和多胞材料的計算模型，研究了多胞材料及其胞元的沖擊動力學特性。本文

2、的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)基于數(shù)值模擬和實驗驗證相結(jié)合的方法，研究了圓管在兩剛性板側(cè)向壓縮下的變形特性。
　　詳細分析了理想彈塑性和線性強化彈塑性圓管在大變形壓縮過程中，塑性鉸在圓管橫截面內(nèi)的形成和傳播過程，澄清了塑性鉸的產(chǎn)生及演化規(guī)律。在此基礎上，給出了側(cè)向壓縮條件下，圓管的荷載與相對壓縮量之間的顯式代數(shù)方程。和已有實驗結(jié)果比較表明，本文給出的理論方程可以很好的預測圓管在側(cè)向壓縮變形過程中的力學特性，且因其為代數(shù)方程

3、，更易于在工程中應用。
　　(2)采用有限元數(shù)值模擬方法，研究了Ⅰ型-Ⅱ型組合結(jié)構(gòu)帶肋圓管在剛性板側(cè)向壓縮作用下的力學特性。
　　建立了帶肋圓管在剛性板側(cè)向壓縮作用下的有限元模型，研究了帶肋圓管的變形模式，力學響應和能量吸收特性。根據(jù)帶肋圓管中圓管與肋板之間的幾何變形關系給出了肋板與對稱軸之間的臨界夾角。基于不同臨界夾角給出了不同情況下，帶肋圓管在剛性板側(cè)向壓縮作用下荷載—相對位移關系的理論方程。計算結(jié)果表明Ⅰ型-Ⅱ型組合結(jié)