蜂窩材料在面內(nèi)沖擊下的變形模式與能量吸收.pdf

1、正六邊形和圓形蜂窩材料在平面內(nèi)沖擊作用下具有穩(wěn)定的塑性變形模式和良好的能量吸收性能,通常被用來制作緩沖吸能裝置,對其進(jìn)行面內(nèi)沖擊研究是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),需要人們進(jìn)行詳細(xì)的研究。本文首先介紹了正六邊形和圓形蜂窩材料在面內(nèi)沖擊下的主要變形模式,總結(jié)了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,應(yīng)用有限元分析軟件ABAQUS進(jìn)行了大量的仿真計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與理論模型吻合較好。 論文分析了正六邊形蜂窩材料在單向沖擊作用下的動態(tài)響應(yīng),討論了沖擊速度、壁厚和邊長比(厚長

2、比,t/l)及作用方向(以正六邊形相互垂直的兩個(gè)對稱軸為作用方向,記與邊長垂直的方向?yàn)閄軸,另一方向?yàn)閅軸)對變形模式與能量吸收性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明,沖擊速度和厚長比(t/l)共同決定了最終的變形模式。沿X軸方向,當(dāng)沖擊速度較低時(shí),正六邊形蜂窩材料將形成"X"型的變形帶；當(dāng)沖擊速度較高時(shí),將形成"I"型的變形帶；而在速度的過渡階段將形成"V"型的變形帶。沿Y軸方向,只形成簡單的"I"型變形帶。隨著速度的不同,變形帶的形成位置有所不同

3、。通過大量的計(jì)算,我們得到了關(guān)于三種變形類型臨界速度的經(jīng)驗(yàn)公式。 圓形蜂窩材料可以采用方形、垂直和水平堆列三種拓?fù)浞绞?。分別計(jì)算,得到了三種不同的變形模式：(1)間隔變形模式；(2)“糖葫蘆串式”層層對稱變形模式；(3)"S"型層層遞進(jìn)變形模式。改變沖擊速度,同樣可以觀察到產(chǎn)生初始變形的位置不同。應(yīng)用等效應(yīng)力波傳播路徑的相關(guān)理論簡單地分析了產(chǎn)生不同變形模式的原因。 對具有相同相對密度的正六邊形蜂窩材料和水平堆列的圓形蜂窩