多層級蜂窩材料的面內(nèi)模量缺陷敏感性.pdf

1、由于制造工藝、組裝加工原因，實(shí)際應(yīng)用的蜂窩總會存在多種類型的初始缺陷，從而導(dǎo)致蜂窩面內(nèi)等效模量相對理論預(yù)測值大幅削減。因此，有效估計(jì)缺陷對相關(guān)力學(xué)性能的影響，即分析蜂窩材料不同力學(xué)性能對初始缺陷的敏感性，是蜂窩材料性能研究的前沿問題之一;顯然，獲得低缺陷敏感性的蜂窩材料構(gòu)型，更是具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究課題。
　　本文針對蜂窩材料孔壁缺失、孔型不規(guī)則和孔壁彎曲三種常見的初始缺陷，借鑒自然界的蜂窩構(gòu)造，在傳統(tǒng)正六邊形蜂窩、Kagome

2、蜂窩和正三角形蜂窩的孔壁上附著一層軟材料，構(gòu)造新型多層級蜂窩材料，希望以此設(shè)計(jì)達(dá)到降低缺陷敏感性的目的。具體研究內(nèi)容如下:
　　1.首先采用簡化的蜂窩理論模型，使用單胞法理論預(yù)測無缺陷多層級蜂窩的等效體模量和剪切模量。結(jié)果顯示所有模量根據(jù)孔壁承載模式分為兩類，一類是以孔壁彎曲變形承載且與(ρ)3呈正比的正六邊形蜂窩剪切模量，另一類是以孔壁拉壓變形承載且與(ρ)呈正比的其他所有模量。然后建立含缺陷多層級蜂窩的有限元模型，最后確定需要

3、討論的附著層材料和幾何參數(shù)。詳細(xì)內(nèi)容見第一章;
　　2.針對孔壁缺失缺陷，使用有限元方法對給定相對密度的多層級蜂窩進(jìn)行缺陷敏感性分析。發(fā)現(xiàn)添加與原蜂窩材料相同比模量的附著層，盡管附著層楊氏模量低一個量級，但附著層厚度是原蜂窩壁厚兩倍時，明顯減小了蜂窩模量的缺陷敏感性。隨后討論由缺陷造成的局部變形現(xiàn)象，從孔壁承載機(jī)理的角度解釋多層級蜂窩提高抗缺陷能力的原因。最后分析給定缺陷的多層級蜂窩模量與相對密度的關(guān)系。詳細(xì)內(nèi)容見第二章;