負(fù)泊松比蜂窩材料和功能梯度蜂窩材料的沖擊動力學(xué)性能研究.pdf

1、由于質(zhì)量輕、抗沖擊和能量吸收性能良好，蜂窩和泡沫等多孔材料被廣泛應(yīng)用于國防、化工、能源、微電子、交通、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等多個領(lǐng)域中。隨著對負(fù)泊松比材料研究的深入，具有負(fù)泊松比效應(yīng)的蜂窩材料也相應(yīng)出現(xiàn)，并且表現(xiàn)出更突出的力學(xué)和物理特性。與均勻蜂窩材料相比，功能梯度蜂窩材料的變形模式和動態(tài)響應(yīng)會因梯度的存在而在局部發(fā)生變化，從而為提升結(jié)構(gòu)的抗沖擊性和能量吸收能力提供可能。本文借助非線性有限元程序 LS-DYNA，研究了負(fù)泊松比蜂窩材料和功

2、能梯度蜂窩材料的面內(nèi)沖擊動力學(xué)性能，主要進(jìn)行了如下工作：
　　(1)數(shù)值模擬了均勻正六邊形蜂窩材料與具有內(nèi)凹六邊形單元的均勻負(fù)泊松比蜂窩材料在動態(tài)沖擊荷載作用下的力學(xué)行為，研究了沖擊速度和胞元內(nèi)凹角度對負(fù)泊松比蜂窩材料變形模式、動態(tài)響應(yīng)和吸能性能的影響。對比均勻負(fù)泊松比蜂窩材料與均勻正六邊形蜂窩材料的面內(nèi)沖擊結(jié)果，揭示了負(fù)泊松比蜂窩材料動力學(xué)特性。
　　(2)借鑒功能梯度材料的概念，改變蜂窩胞元角度，構(gòu)建了具有密度梯度的蜂窩

3、材料模型。研究了角度梯度型六邊形和內(nèi)凹六邊形蜂窩材料在不同沖擊速度下的變形模式、應(yīng)力應(yīng)變曲線和能量吸收效果，分別將它們與相應(yīng)的均勻蜂窩材料進(jìn)行對比，分析了角度梯度型蜂窩材料的動力學(xué)特性。
　　(3)基于功能梯度材料的概念，改變蜂窩胞壁厚度，構(gòu)造了具有密度梯度的蜂窩材料模型。對不同沖擊速度下厚度梯度型正六邊形和內(nèi)凹六邊形蜂窩材料的動力學(xué)行為進(jìn)行了有限元仿真，對比了厚度梯度型蜂窩材料與相應(yīng)的均勻蜂窩材料在變形模式、動態(tài)響應(yīng)和能量吸收方