蜂窩體胞尺寸對夾芯板性能的影響研究.pdf

1、蜂窩夾芯結構以其獨特的構造形式和顯著的多功能特性而備受矚目，被廣泛應用在航空、航天等工程領域。本文簡述了蜂窩夾芯結構的發(fā)展應用概況及其構造和性能特點，回顧了近年來夾芯蜂窩在細觀力學等效、傳熱性能等效和體胞微結構尺寸影響等方面的研究進展。在此基礎上，以有限元軟件ANSYS為平臺，采用參數(shù)化編程語言，建立三維有限元分析模型，針對蜂窩夾芯板性能（剛度、傳熱）的尺寸效應問題開展研究，主要工作及結論如下：
　　研究了蜂窩體胞尺寸對夾芯板剛度

2、性能的影響規(guī)律。以夾芯均勻化等效的夾芯板模型為基準，定義無量綱尺寸影響因子，描述不同蜂窩尺寸夾芯板結構性能相對均勻化等效模型基準值的變化趨勢，量化蜂窩尺寸的影響程度。采用有限元數(shù)值方法，開展了不同尺寸、不同構型以及不同邊界條件下蜂窩夾芯板性能的比較分析，證明了夾芯板剛度性能存在尺寸效應并且界定了影響范圍。
　　針對蜂窩夾芯板的面外尺寸效應問題，基于均勻化方法，提出一種能揭示蜂窩夾芯板面外尺寸影響規(guī)律的“三層板體胞”計算模型。采用有

3、限元數(shù)值模擬與經(jīng)典層合板理論公式，計算比較了在面外方向體胞數(shù)目變化時，不同蜂窩構型夾芯板彎曲和振動響應的變化規(guī)律，計算結果表明夾芯板存在顯著的面外尺寸效應。此外，均勻化計算結果與有限元方法和層合板理論公式計算結果存在明顯差異，反映了均勻化方法的局限性。
　　在夾芯層相同材料用量約束下，研究了六邊形金屬蜂窩體胞幾何尺寸對夾芯板整體穩(wěn)態(tài)傳熱性能的影響規(guī)律。以Swann&Pittman半經(jīng)驗公式計算結果為比較基準，考慮傳導-輻射耦合作用