復(fù)合材料梯度點陣結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析.pdf

1、點陣材料作為近些年出現(xiàn)的一種輕質(zhì)多孔材料，由于其點陣構(gòu)型使得其具有超輕、高孔隙率、高比強、高比剛度、高強韌、高能量吸收等優(yōu)良機械性能。同時其空隙能夠滿足其它多功能化的要求，例如吸聲、減震、散熱、電磁屏蔽等。因此對點陣結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能的研究是非常具有指導(dǎo)意義的。
　　本文的主要研究對象是金字塔型復(fù)合材料梯度點陣結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由剛度較高的上下兩層薄面板和中間的類桁架結(jié)構(gòu)組成。其中輕質(zhì)的芯體材料可以有效增加其承受剪切載荷的能力。對其等效剛度

2、的研究不僅可以幫助我們更了解該結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，更能夠為其在特殊環(huán)境下的研究起到鋪墊作用。
　　本文將針對類金字塔形復(fù)合材料點陣夾芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進行理論研究，使用均勻化的方法，對點陣結(jié)構(gòu)單胞模型進行分析，將芯桿視作梁結(jié)構(gòu)，在小變形假設(shè)和無預(yù)應(yīng)力假設(shè)的前提下，使用張量表示，通過能量方法建立起應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的方程，并推導(dǎo)得到點陣結(jié)構(gòu)的等效剛度矩陣。并考慮幾何參數(shù)對整體等效剛度的影響。
　　繼而建立結(jié)構(gòu)等效有限元模型，通過結(jié)構(gòu)受相同

3、均布載荷時原結(jié)構(gòu)和等效結(jié)構(gòu)的位移場分布情況的對比分析來對本文所提出的等效模型所計算出的等效剛度的準(zhǔn)確性進行了驗證。同時，還針對分別針對原模型和等效模型在不同約束情況下的振動特性進行了分析。
　　最后，利用PCL語言參數(shù)化建模的方法建立不同梯度分布的點陣結(jié)構(gòu)模型。并分別研究了中間加密和兩端加密的梯度結(jié)構(gòu)的振動特性和承載能力，并與同等質(zhì)量、同樣尺寸的均勻點陣結(jié)構(gòu)進行了對比。
　　在結(jié)構(gòu)的主要受力部分增加點陣單元密度、在受力較小的