梯度蜂窝面外动态压缩力学行为与吸能特性研究
基于湿度影响的蜂窝纸板动态压缩能量吸收图
基于湿度影响的蜂窝纸板动态压缩能量吸收图
徐烁;王志伟
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2012(031)023
【摘要】基于三种不同厚跨比的蜂窝纸板在不同湿度条件下的动态压缩应力-应变曲线,构建含相对湿度、蜂窝纸板厚跨比等信息的能量吸收图,结果表明:随着相对湿度的增大,蜂窝纸板最佳能量吸收点向左下方偏移,其单位体积吸收能量的能力减弱.并将该能量吸收图应用于一项工程实例,指导包装设计.
【总页数】4页(P203-206)
【作者】徐烁;王志伟
【作者单位】暨南大学包装工程研究所,珠海519070;暨南大学广东普通高校产品包装与物流重点实验室,珠海519070;暨南大学包装工程研究所,珠海519070;暨南大学广东普通高校产品包装与物流重点实验室,珠海519070
【正文语种】中文
【中图分类】TB484.1;TB485.1
【相关文献】
1.养护湿度对橡胶水泥砂浆动态压缩破坏特征及能量耗散的影响 [J], 杨荣周;徐颖;陈佩圆
2.基于湿度影响的蜂窝纸板静态压缩能量吸收图 [J], 王军;卢立新;王军
3.预压缩对蜂窝纸板能量吸收的影响 [J], 崔艳;陈丽
4.能量吸收图法在蜂窝纸板中的应用 [J], 宋卫生
5.相对湿度对蜂窝纸板静态压缩特性影响的试验研究 [J], 张志昆
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蜂窝管吸能装置吸能特性研究
客车安全技术与车身结构41蜂窝管吸能装置吸能特性研究边鹏，申福林(长安大学汽车学院。
陕西西安710064)[摘要]在对蜂窝管吸能装置进行结构设计和分析的基础上，利用CATIA建立了碰撞台车和该吸能装置的几何模型，转换成stp格式导入Hypermesh建立其有限元模型。
通过对影响蜂窝管吸能特性的壁厚、材料和诱导变形因素的碰撞仿真分析，结果表明材料为Q235A、壁厚为o．6 ITII TI和0．8 ITlrfl的吸能装置吸能效果较好；添加诱导槽可以明显减小碰撞峰值力。
可见该装置在商用车辆特别足客车上具有较好的应用前景。
[关键词]车辆吸能装置；蜂窝管；诱导槽；平均压溃载荷；碰撞仿真0引言近年来随着中国公路运输事业的发展，客车运行速度不断提高，一旦发生碰撞，不仅造成车身结构损坏，更重要的是造成司乘人员伤亡。
因此，如何提高客车在碰撞事故中的安全性是一个不可忽视的问题，而研究碰撞缓冲吸能装置则是解决问题的重要途径之一。
良好的缓冲吸能装置要求碰撞动能尽可能不可逆的转化为变形能。
所以，设计吸能装置时选材上应首先考虑薄壁金属构件，依靠这些构件在受到撞击时发生塑性变形吸收能量，并产生一定的压溃行程，吸收车辆动能降低碰撞加速度。
由于薄壁构件的碰撞吸能与壁厚、材料及预变形等因素相关，因此，本文将从这几个方面分析蜂窝管缓冲吸能装置的吸能特性，以求寻找一种较好的结构方案。
1蜂窝管缓冲吸能装置所研究的蜂窝管缓冲吸能装置主要由前弧形板、蜂窝状吸能管、吸能片、上下盖板和后安装板等部分组成，如图1所示。
该装置内部设有两排蜂窝状吸能管，相邻吸能管之间有锯齿状的吸能片，蜂窝管薄壁构件不仅具有良好的吸能效果，而且在压缩过程中还对吸能片有一定的稳定作用。
整个吸能装置，通过安装支架与车身底架或车架纵梁焊接或者螺栓连接，并可以根据客车前后部安装空间的大小设计成单排或多排蜂窝管吸能结构，能在不改变整车结构和造型风格的前提下安装使用，通用性较好。
蜂窝结构的压缩性能研究
蜂窝结构的压缩性能研究蜂窝结构是一种由许多六边形或其他多边形构成的空心结构，常见于工程领域中的材料和结构设计。
蜂窝结构具有轻质、高强度、刚性好等特点，因此在航空航天、汽车制造和建筑领域得到了广泛的应用。
本文旨在探究蜂窝结构的压缩性能，并提出有效的改进方案。
一、蜂窝结构的力学性能蜂窝结构的力学性能主要表现为承载能力和能量吸收能力。
承载能力是指结构在压缩负荷下的稳定性和强度，而能量吸收能力则是指结构在受到冲击或挤压时能够吸收和耗散能量的能力。
1. 承载能力蜂窝结构由一系列蜂窝单元构成，每个蜂窝单元相互连接形成整体结构。
蜂窝单元的形状和尺寸对结构的承载能力有着重要影响。
一般来说，蜂窝单元的边长越小、壁厚越大，则结构的强度越高。
此外，采用高强度的材料或增加蜂窝结构的层数也可以提高结构的承载能力。
2. 能量吸收能力蜂窝结构的能量吸收能力是通过结构中的屈曲、变形和破坏来实现的。
蜂窝结构具有多边形单元之间的连接关系，这种连接方式使得结构在受到外力时能够发生塑性变形，并吸收能量。
因此，蜂窝结构通常具有较好的能量吸收能力和抗冲击性能。
二、蜂窝结构的改进方案尽管蜂窝结构具有优秀的力学性能，但仍然存在一些问题，如承载能力不足、稳定性差等。
为了提高蜂窝结构的性能，可以采用以下改进方案：1. 材料优化选择高强度、低密度的材料是提高蜂窝结构性能的关键。
例如，采用高强度铝合金材料替代传统的钢材，可以在不增加重量的情况下提高结构的强度和稳定性。
2. 结构设计优化在蜂窝结构的设计中，需要考虑单元形状、尺寸和连接方式等因素。
合理设计蜂窝单元的形状和尺寸，以及优化连接方式，可以提高结构的承载能力和能量吸收能力。
3. 多层结构设计通过增加蜂窝结构的层数，可以进一步提高结构的强度和稳定性。
多层结构可以增加结构的抗压性能，适用于一些对高强度和刚性要求较高的应用场景。
三、应用前景与展望蜂窝结构由于其轻质、高强度和良好的能量吸收能力，在各个领域都有广阔的应用前景。
金属蜂窝材料的面内冲击响应和能量吸收特性
文 章编 号 ｉ １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ ５ － ２ １ ４ ３ — ０ ５
金属 蜂 窝 材 料 的面 内冲 击 响应 和 能 量 吸 收 特 性
张 新春 ， 载 荷 下 ， 不 同 微 拓 扑 结 构 胞 元 以 及 组 合 Ｋａ ｇ ｏ ｍｅ 蜂 窝 材 料 的 动 力 响 应 及 变 形 规律 ， 并 比较 了
它 们 的能量 吸 收性 能 。然 而 ， 除 了相 对 密 度 和 胞 元 微
对 蜂 窝材料 变形 模 式 、 平 台应 力和 比 能量 吸 收 能 力 的
击 方 向亦 是影 响多 胞材 料 面 内冲击力 学性 能 的重 要 因
不 变的前提 下 ， 试件 沿 ｙ 方 向 冲击 时表 现 为更 高的 平 台应 力和 更 强 的 能 量 吸 收 能 力 。 随 着 冲 击 速 度 的 增
素Ｉ 。冲击加 载方 式 的改 变所 引起 材 料 中丰 富 的 动 力 学演化 特 性还有 待 于进一 步 澄清 。
文 献标 识码 ： Ａ
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ ． ２ ０ １ ３ ． １ ５ ． ０ ０ ３
２ 计 算 模 型
２ ． １ 有 限 元 模 型
１ 引 言
作 为一 种轻质 的 、 性 能优 异 的结 构 与 功 能 一 体 化
（ １ ． 华 北 电力 大学 机械 工程 系 ， 河北 保定 ０ ７ １ ０ ０ ３ ； ２ ． 北京 交通 大学 力 学 系 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ４ ； ３ ． 河 北大 学 建 筑工程 学 院 ， 河北 保 定 ０ ７ １ ０ ０ ２ ）
基于旋转三角形模型的负泊松比蜂窝材料面内动态压溃行为数值模拟
基于旋转三角形模型的负泊松比蜂窝材料面内动态压溃行为数值模拟卢子兴;武文博【摘要】为提升蜂窝材料的动态力学性能,在旋转三角形变形构型基础上,针对不同旋转角建立了对应的蜂窝结构模型.利用这些蜂窝模型通过有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA数值模拟了不同旋转角的蜂窝在冲击载荷作用下的面内动态压溃行为;同时考虑冲击速度的影响,研究了旋转角和冲击速度对其变形模式以及平台应力的影响规律,并对比分析了旋转三角形蜂窝的吸能特性.结果表明:旋转三角形蜂窝的变形过程一般可分为旋转变形和坍塌变形两个阶段,其应力-应变曲线具有“两段式应力平台”特征,且表现出明显的动态拉胀效应;当旋转角增大或冲击速度提高到某个临界值后,其应力-应变曲线只具有一个平台段,动态拉胀效应逐渐减弱;在不同冲击速度下,通过与相对密度相同的正六边形蜂窝相比较,旋转三角形蜂窝具有更好的能量吸收能力.%On the basis of rotating triangle model,the different honeycomb models for different rotating angles are presented to improve the dynamic mechanical properties of honeycomb material.Numerical simulations by software ANSYS/LS-DYNA were conducted to explore the in-plane dynamic crushing behavior of the rotating triangle honeycombs at different impact velocities.The effects of rotating angles and impact velocities on deformation modes and the plateau stress are investigated,and the energy absorption characteristics of rotating triangle honeycombs are discussed.The results show that the deformation process of rotating triangle honeycombs is divided into two phases,and the nominal stress-strain curve has two plateau regions.The rotating trianglehoneycombs have certain dynamic auxetic characteristics.When the rotating angle or the impact velocity reaches to a critical value,the nominal stress-strain curve has only one plateau region.At different impact velocities,the rotating triangle honeycombs have better energy absorption capacity compared to the hexagonal honeycombs.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2018(039)001【总页数】8页(P153-160)【关键词】蜂窝材料;拉胀蜂窝;动态压溃;旋转三角形模型;负泊松比;有限元【作者】卢子兴;武文博【作者单位】北京航空航天大学固体力学研究所,北京 100083;北京航空航天大学固体力学研究所,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】O347.30 引言负泊松比多孔材料是一种典型的拉胀材料，因其具有优异的抗剪切性能、抗压痕性和更高的能量吸收性能以及同向曲率特性等[1]，故在航空航天[2]、汽车工业[3]、人体防护等领域有着广泛的应用前景。
蜂窝铝变形吸能研究姚莉军
蜂窝铝变形吸能研究姚莉军发布时间：2021-08-10T09:11:45.549Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：姚莉军[导读] 蜂窝铝作为一种重要的减震吸能结构，被广泛应用于各种吸能装置中，采用有限元法对其吸能能力影响因素进行仿真分析研究，对于一定质量条件约束下提高蜂窝铝吸能能力设计具有重要意义。
通过仿真分析研究发现蜂窝铝吸能能力主要由塑性坍塌阶段平台应力决定，且低速冲击时吸能能力与冲击速度关系不大，异面压缩的吸能能力远高于共面压缩的吸能能力。
姚莉军中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 064000摘要：蜂窝铝作为一种重要的减震吸能结构，被广泛应用于各种吸能装置中，采用有限元法对其吸能能力影响因素进行仿真分析研究，对于一定质量条件约束下提高蜂窝铝吸能能力设计具有重要意义。
通过仿真分析研究发现蜂窝铝吸能能力主要由塑性坍塌阶段平台应力决定，且低速冲击时吸能能力与冲击速度关系不大，异面压缩的吸能能力远高于共面压缩的吸能能力。
关键词：蜂窝铝；有限元法；吸能能力1 蜂窝铝壳单元有限元模型蜂窝铝是一种蜂窝状结构，采用铝合金作为基体材料，其相对质量轻、比强度高、能够起到良好的吸能减震作用，已经在各种形式的能量吸收装置中被广泛应用。
本文对比研究蜂窝铝的共面压缩和异面压缩行为，借助有限元仿真方法分析影响蜂窝铝压缩时候能量吸收能力的因素。
本文按照图1.1所示定义所研究蜂窝铝结构的方向：沿孔穴轴向为T方向，在垂直于T的平面内，与竖直边平行的方向为L方向，垂直于竖直边的方向为W 方向。
T方向称为异面方向，L和W方向称为共面方向，l为斜边长，h为直边长，为拓展角，t为孔壁厚度，b为窝孔深度。
图1.1 蜂窝铝结构对于蜂窝铝的仿真研究采用HYPERMESH前处理软件建立合理的有限元模型，采用LS-DYNA求解器对有限元模型进行后处理计算求解，模拟蜂窝铝在三个方向受到冲击的行为，对其在受到冲击压缩过程中的平台应力变化和吸能情况进行分析研究。
梯度蜂窝力学行为及其多目标优化设计
梯度蜂窝力学行为及其多目标优化设计
陈碧敏;黄小娣
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】2024(46)1
【摘要】梯度蜂窝因具有优异的力学性能及耐撞性受到了广泛的关注。
以蜂窝的耐撞性指标为优化目标,在梯度蜂窝的设计空间内,直接采用多目标优化算法确定梯度蜂窝每层的具体参数。
采用多目标优化设计方法将会得到多组最优的蜂窝梯度参数,这些参数形成一个解集,根据蜂窝不同的应用场景,可以选取合适的梯度参数。
以正六边形蜂窝为研究对象,将均质蜂窝分成4层进行梯度优化设计。
将NSGA⁃Ⅱ算法推荐的梯度蜂窝与均质蜂窝进行对比研究,结果表明,梯度蜂窝可以在小幅提高总吸能(EEA)与比吸能(SSEA)的同时大幅改善初始峰值力(PPCF),最大的改善程度达到7851%,证明了采用这种方法进行梯度设计的优势。
【总页数】8页(P107-114)
【作者】陈碧敏;黄小娣
【作者单位】广东理工学院智能制造学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH14
【相关文献】
1.梯度变化对密度梯度蜂窝材料力学性能的影响
2.梯度铝蜂窝夹芯板的力学行为
3.基于轻量化与强度的短纤维复合材料蜂窝三明治板结构多目标优化设计
4.梯度蜂
窝加筋板的弯曲变形及优化设计5.基于梯度密度的非均质蜂窝结构面外压缩性能及优化设计
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蜂窝铝面内动态压缩性能和吸能特性比较
Yang Jialun, Hu Jun (School of Civil Engineering, Anhui Jianzhu University, Hefei 230601, China)
Abstract: Taking the hexagonal honeycomb material member as the research object and using LS-DYNA finite element simulation analysis, the deformation mechanism and energy absorption characteristics of honeycomb structures under different impact velocities and different impact directions are discussed.The results show that under the condition of medium-low speed, the whole deformation in the X2 direction is mainly complex and disordered by plastic bending and stacking, and the deformation mode is relatively stable in the X1 direction.At high-speed, both deformations are mainly manifested by inertial effects. Regarding the comparison of energy absorption, at the same speed, the energy absorption characteristic in the X2 direction is superior to the X1 direction, At different speeds, energy absorption in any direction will increase with speed. Key words: hexagonal honeycomb; different impact directions; deformation mode; energy absorption characteristics
两种二级铝蜂窝结构缓冲吸能特性研究
两种二级铝蜂窝结构缓冲吸能特性研究作者：李翔城林玉亮卢芳云来源：《中国测试》2016年第10期摘要：该文对二级串联式铝蜂窝结构和二级组合式铝蜂窝结构的缓冲吸能特性进行比较，从而实现对铝蜂窝缓冲吸能结构装置优化设计。
通过准静态异面压缩实验，对两种不同正六边形胞元的铝蜂窝进行测试，分别得到这两种二级铝蜂窝结构的压缩变形过程和应力响应曲线，并对其变形机理进行分析。
实验结果表明，二级串联式铝蜂窝和二级组合式铝蜂窝均能实现梯度平台应力响应，这有利于二级缓冲吸能结构的工程应用。
此外，对于单轴压缩，二级组合式铝蜂窝的嵌入过程只有一个应力峰值并且其能达到更高的压实程度，但是峰值应力值较大，有待进一步优化。
在吸能特性方面，与同一尺寸的二级串联式铝蜂窝缓冲器相比，组合式铝蜂窝缓冲结构的单位体积吸能效果稍强，尤其是单位质量吸能效果更好，可为缓冲吸能结构的优化设计提供新的选择方式。
关键词：组合式铝蜂窝；串联式蜂窝；缓冲吸能；异面压缩文献标志码：A 文章编号：1674-5124（2016）10-0100-07Abstract： Aimed to optimize multi-layer aluminum hexagonal honeycomb buffer and energy-absorption structures， related properties between bilayer combined aluminum hexagonal honeycomb and series aluminum honeycomb were compared. The authors carried out on two types of hexagonal honeycomb with different sizes of cells under quasi-static out-of-plane compression. As a result，stress-strain curves of combined aluminum honeycomb and series aluminum honeycomb were gotten. Results show that both bilayer aluminum honeycomb structures can realize gradient plateau stress response， which is beneficial in the practical applications. Besides， it also shows that the insertion process of combined honeycomb structure can erase the initial peak stress，but a higher peak stress is left and it can also realize higher compaction degree. In a word， the ability of buffering and energy-absorption is better than series honeycomb structures.Keywords： combined aluminum honeycomb； series honeycomb structure； energy-absorption； out-of-plane compression0 引言铝蜂窝作为一种结构材料，具有密度低、压溃强度弱、压缩行程大的特点，是一种优良的缓冲吸能结构材料。
梯度变化对密度梯度蜂窝材料力学性能的影响_吴鹤翔
∑ Δρ＝ρ＊／ρｓ ＝π ｈｉ（２Ｒ －ｈｉ）／Ｌ１Ｌ２ （１） ｉ＝１
式中：ρ＊ 表 示 蜂 窝 材 料 的 密 度，Ｎ 为 圆 环 总 数，ｈｉ 为第ｉ 个圆环的壁厚。
基于２种梯度 排 布 方 式 （其 他 梯 度 排 布 方 式 的
影响参考文献［５］），即 从 冲 击 端 到 固 定 端 各 层 圆 环
本文中，通过改变密度梯度的大小，讨论密度梯度的变化对材 料 能 量 吸 收 特 性 的 影 响，以 期 进 一 步 完善蜂窝材料的密度梯度设计理论。
１ 计 算 模 型
密度梯度圆环蜂窝材料的计算模型如图１所示。试件由４层具有不同壁厚但是相同外径的圆环组 成，每层包括５排相同的圆环。通过改变不同层圆环的壁厚可控制 蜂 窝 材 料 的 密 度 梯 度。 计 算 模 型 的 层 数 和 每 层 中 圆 环 的 数 量 、圆 环 的 半 径 和 厚 度 均 可 根 据 实 际 工 程 中 的 需 要 设 计 。
厚 度 。 如 图 ３ 所 示 ，高 速 冲 击 下 ，密 度 梯 度 递 减
的蜂窝材料输出端的应力水平低于均匀排布结
构，且密度梯 度 越 大，应 力 值 越 低，这 体 现 了 通
过密 度 梯 度 的 设 计，蜂 窝 材 料 能 有 效 地 控 制 传
入被保护结构内的应力水平。
图３ 密度梯度圆环蜂窝材料冲击端和输出端的动力学响应 Ｆｉｇ．３ Ｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＤＧＣＨ ａｔ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ａｎｄ ｄｉｓｔａｌ ｅｎｄｓ
相对密度 递 增 排 布 以 及 各 层 圆 环 相 对 密 度 递 减 排
布，讨 论 ３ 种 梯 度 大 小 的 密 度 梯 度 蜂 窝 材 料 （记
为 ＧⅠ、ＧⅡ和 ＧⅢ，材 料 相 对 密 度 保 持 不 变 ）的 面
负泊松比蜂窝面内动态压缩行为与吸能特性研究
负泊松比蜂窝面内动态压缩行为与吸能特性研究
崔世堂;王波;张科
【期刊名称】《应用力学学报》
【年(卷),期】2017(34)5
【摘要】利用有限元软件ANSYS-LSDYNA研究了负泊松比蜂窝结构面内冲击动力学特性。
在壁长和相对密度不变的前提下,建立了负泊松比蜂窝模型;通过改变胞元扩展角,讨论了冲击速度对蜂窝材料面内冲击变形模式和能量吸收能力的影响。
数值研究发现,冲击载荷作用下负泊松比蜂窝结构的面内冲击性能更多依赖于冲击速度。
提高冲击速度,冲击端的峰值应力、平台应力、试件的比吸能均增高;但在相同冲击速度下,冲击端和支撑端的峰值应力、平台应力、试件的比吸能均随胞元扩展角的增大而降低。
【总页数】6页(P919-924)
【作者】崔世堂;王波;张科
【作者单位】中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O347
【相关文献】
1.负泊松比蜂窝结构覆盖层的动态压缩行为研究
2.基于旋转三角形模型的负泊松比蜂窝材料面内动态压溃行为数值模拟
3.蜂窝铝面内动态压缩性能和吸能特性比较
4.
星形梯度负泊松比蜂窝结构面内冲击动态响应5.分层密度梯度蜂窝材料面内动态压缩及吸能特性
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
铝蜂窝材料动态压缩力学性能及吸能分析
Material Sciences 材料科学, 2014, 4, 96-102Published Online May 2014 in Hans. /journal/ms/10.12677/ms.2014.43015A Study on Dynamic CompressiveMechanical Behaviors of AluminumHoneycombsShuang Tang1,2, Yunlai Deng1,2, Keda Jiang2, Chenqi Lei2, Zhao Yang21School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha2Key Laboratory of Nonferrous Materials Science and Engineering, Ministry of Education,Central South University, ChangshaEmail: tangshuang1998@, luckdeng@Received: Mar. 6th, 2014; revised: Apr. 2nd, 2014; accepted: Apr. 11th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractSplit Hopkinson Pressure Bar (SHPB) method was employed to determine the compressive dy-namic mechanical properties of three kinds of honeycombs, which were made of Al alloy 5052H18 with side lengths (b) of 1.0 - 1.83 mm, foil thicknesses (t) of 0.04 - 0.06 mm and relative densities (ρ) of 0.05 - 0.06. Results indicated that: at high strain rate, the dynamic stress-strain curves of the Al honeycombs show a general "three-stage" characteristic of porous materials. The densification strains are greater than 65%. The specific range of energy absorption is 3.32 - 5.03 MJ/m3, and the range of the maximum values of energy absorption efficiency is 0.65 - 0.7. Even though only the yield stress of the Al honeycomb with the shortest side length (1 mm) is greater than itself plateau stress, all the tested Al honeycombs have the character of strain rate sensitivity. The specific energy absorption and the energy absorption efficiency have no significant difference between the two Al honeycombs with the same ratio of side lengths/foil thickness (1.0 mm/0.04 mm, 1.5 mm/0.06 mm).KeywordsAluminum Honeycomb, Dynamic Mechanical Properties, Energy Absorption, SHPB铝蜂窝材料动态压缩力学性能及吸能分析唐爽1,2，邓运来1,2，姜科达2，雷郴祁2，杨昭21中南大学材料科学与工程学院，长沙2中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室，长沙Email: tangshuang1998@, luckdeng@收稿日期：2014年3月6日；修回日期：2014年4月2日；录用日期：2014年4月11日摘要采用分离式霍普金森压杆(SHPB)技术，研究了边长为1.0~1.83 mm，箔厚度为0.04~0.06 mm，相对密度为0.05~0.06的三种5052 H18铝合金蜂窝的动态压缩行为。
3D打印蜂窝结构的抗压吸能性能研究
3D打印蜂窝结构的抗压吸能性能研究作者：邱月王俊成侯宇翔陈嘉龙安栋来源：《无线互联科技》2019年第18期摘 ; 要：蜂窝结构是理想的轻质结构，其抗压、抗冲能力和吸能性能较好。
文章以圆形、六边形为例，采用3D打印技术制备蜂窝结构，通过单轴压缩实验研究了组合蜂窝的抗压、抗冲能力和吸能性能。
关键词：3D打印;蜂窝结构;吸能蜂窝结构孔隙多、相对密度小，是理想的轻质结构。
由于它的强度、刚度与变形能力较优秀，常被作为吸能减震构件。
蜂窝的结构和组合对其抗压、抗冲能力和吸能性能是研究的热点。
由于蜂窝结构相对简单、可以复制相同部分构成、大小形状均可控，在飞行器、汽车、矿业等领域均有大量应用。
王博等[1]开展了Kagome、正三角形和菱形蜂窝结构的面内准静态压缩力学行为实验研究，研究结果表明，蜂窝形状的改变和周期性排布会对整体变形模式及能量吸收性能产生较大的影响。
鄂玉萍等[2]建立蜂窝纸板的能量吸收理论预报模型，构建缓冲材料吸能特性表征方法。
王志伟等[3]应用试验方法和有限元技术研究和分析蜂窝纸板的动态冲击压缩过程，研究了蜂窝纸板的冲击承载能力和能量吸收能力。
3D打印（3D Printing）也叫增材制造（Additive Manufacturing），是一种全新的制造技术[4]，该技术在成形原理上采用了层层叠加的方式，加工工艺不受实体原形复杂程度的影响[5]，可以实现具有复杂外轮廓形状的熔积成型（Fused Deposition Modeling，FDM）。
本文以六边形、圆形、半圆形为例，采用3D打印技术制备了3种蜂窝结构，通过组合、剪切、融合对比研究了不同形状组合蜂窝的抗压、抗冲能力和吸能性能。
1 ; ;蜂窝结构模型1.1 ;模型建立以六边形、圆形、半圆形为例，建立蜂窝结构，构件平面尺寸为186 mm×162 mm，壁厚2 mm，六边形边长20 mm，如图1所示。
圆形半径22 mm。
通过组合、剪切、融合建立了不同形状的组合蜂窝。
铝蜂窝面外压缩行为的尺寸效应研究
⑥
２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
力 学
铝蜂 窝 面外 压 缩 行 为 的 尺 寸效 应 研 究
徐天娇 金 涛 周志伟 树 学峰
（ 太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所 ， 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４）
摘
要
对 ７种不 同面内尺寸 （ 细胞个数 ） 的商用六边形铝蜂 窝进 行 了加载速率在 ６ ａ ｒ ｍ／ ａｉ ｒ ｎ的面外单轴压缩试验 ， 以此来确 、 初 始坍塌 应力 、 密实化应 变 。、 平 台应力
痕实 验 。实验 结果 表 明 ： 材 料 力 学行 为 表 现 出 强烈 的尺 寸依 赖 性 。Ｂ ａ ｓ ｔ ａ ｗ ｒ ｏ ｓ［ ２ ３ 等 人 对 闭孔 泡 沫铝 进
行 了单轴 压缩 实验 ， 实验 结果 与 Ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｗ ｓ 等 人 … 的
结论一致 ： 泡沫铝的弹性模量值 与塑性坍塌应力值
问题 中 （ 单 轴压 缩 、 剪切、 压痕 、 弯曲） 尺寸 效 应 的影
响， 结 果表 明 ： 材料 的 强 度 与 刚度 在 四类 工 程 问题 中都表 现 出 明显 的 尺 寸效 应 。Ｃ ｈ ｅ ｎ和 Ｆ ｌ ｅ ｃ ｋ 基
个 量级 （ 例如 ， 多 胞 金 属 三 明治 夹 心 结 构 芯 层 厚
Байду номын сангаас
定尺 寸效应对蜂 窝结构五个 重要力 学参 数（ 曲线模 量 Ｅ … 、 弹性模量 Ｅ
Ｏ ｒ ｐ １ ） 的影响， 并对各尺 寸试样 的曲线模量均值和弹性模 量均值进 行 了比较。实验结果 表 明： 曲线模 量均 大于弹性模 量 ， 初始
线性加载过程 中存在塑性变形。试样尺寸对初始坍塌 应力有 明显 的影 响， 而其 它四个 力 学参数没有 明显 的尺寸效 应。为 了 获得蜂 窝结构稳定 的力学参数 ， 蜂 窝试样 面 内尺 寸至少 应大 于 Ｎ＝１ １ ｘ１ １ 。
《飞机蜂窝结构动态冲击下的破坏机理及吸收能量分配机制》
《飞机蜂窝结构动态冲击下的破坏机理及吸收能量分配机制》篇一一、引言随着航空工业的快速发展，飞机结构的安全性和稳定性成为了研究的重点。
其中，飞机蜂窝结构因其轻质、高强和良好的隔音性能被广泛应用于飞机机身、机翼等部位。
然而，在动态冲击下，如遭遇鸟类撞击、气流扰动等，飞机蜂窝结构的破坏机理及能量吸收分配机制成为了研究的热点。
本文将详细探讨飞机蜂窝结构在动态冲击下的破坏机理及吸收能量分配机制。
二、飞机蜂窝结构的特性飞机蜂窝结构主要由一系列薄壁面板和蜂巢状的结构组成，其特点在于具有较高的比强度和比刚度，同时也具备良好的隔音性能。
此外，由于蜂巢结构的空间填充特性，使得其在受到冲击时能有效地分散和吸收能量。
三、动态冲击下的破坏机理当飞机蜂窝结构受到动态冲击时，其破坏机理主要表现在以下几个方面：1. 初始冲击阶段：冲击力使蜂窝结构中的面板产生局部变形，同时蜂巢结构中的空气囊被压缩。
此时，结构开始吸收冲击能量。
2. 面板破坏阶段：随着冲击力的持续作用，面板发生破裂，蜂巢结构开始逐渐暴露。
此时，结构中的空气囊继续被压缩，同时产生一定的剪切力。
3. 蜂巢结构破坏阶段：随着冲击的进一步加剧，蜂巢结构中的梁柱开始断裂，导致整个结构的破坏。
此时，结构通过梁柱的断裂吸收大量能量。
四、吸收能量分配机制在动态冲击下，飞机蜂窝结构的能量吸收主要由以下几个方面实现：1. 面板吸收能量：在初始冲击阶段和面板破坏阶段，面板通过局部变形和破裂吸收部分能量。
2. 空气囊吸收能量：蜂巢结构中的空气囊在受到冲击时被压缩，从而吸收一部分能量。
3. 梁柱断裂吸收能量：在蜂巢结构破坏阶段，梁柱的断裂会吸收大量的能量。
此外，梁柱的断裂也会使结构产生一定的塑性变形，进一步吸收能量。
五、结论飞机蜂窝结构在动态冲击下的破坏机理及能量吸收分配机制是一个复杂的过程。
在初始冲击阶段，面板和空气囊共同吸收能量；随着冲击的加剧，面板破裂，蜂巢结构暴露，梁柱开始断裂，通过断裂和塑性变形进一步吸收能量。
爆炸冲击环境下内凹蜂窝型梯度结构响应特性研究
Vol. 17 N 。
."! oan92021第17卷第1期2021年1月doi ： 10. 11731/j. issn. 1673-193x. 2021. 01. 001中国安全生产科学技术Journal of Safety Science and Technologyhttps ://kns. cnki. net/kcms/detaiO/11.5335 . tb. 20210121.1422. 002. htmO爆炸冲击环境下内凹蜂窝型梯度结构响应特性研究**收稿日期：2020 - 12 - 14 ； 网络首发日期：2021 -01 -21*基金项目：国家自然科学基金项目(51874041,71861167002 )作者简介：卫禹辰，博士研究生，主要研究方向为公共安全与个体防护通信作者：袁梦琦，博士，教授，主要研究方向为公共安全与个体防护&卫禹辰"，袁梦琦1，钱新明1，郭亚鑫2，梁一鸣1(1.北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京100081;2.深圳清华大学研究院公共安全研发中心，广东深圳518000)摘要：为提升应急救援人员防护服抗爆能力，减少爆炸事故中人员伤亡数量，以内凹蜂窝型梯度结构为研究对象，采用爆炸冲击实验与数值有限元法相结合的研究手段，通过改变胞元尺寸与胞元凹角对梯度蜂窝结构进行优化，分析梯度结构在爆炸冲击环境下冲击波衰减效率和力学响应规律。
结果表明：同等质量条件下，内凹蜂窝结构尺寸梯度为2.58 mm -3.40 mm -2. 58 mm 、 角度梯度30。
-22.5° -30。
时对冲击波的衰减效应最佳，衰减效率分别为85.44% ,82.29% &研究结果可为同时满足轻质、高强抗爆要求的防护服结构设计提供技术支撑&关键词：爆炸冲击波；梯度结构；力学响应；冲击波衰减效应中图分类号：X932文献标志码:A 文章编号：1673 - 193X ( 2021) -01 -0005 -07Research on response characteristics of concave honeycomb gradient structureunder explosive impact environmeniWEI Yuchen 1，YUAN Mengqi 1， QIAN Xinminy 1， GUO Yaxin 2，LIANG Yiminy 1(1. Stata Key Laboratory of Explosion Science and Technology ，Beijing Instituta of Technology ，Beijing 100081，China ；2. Reseerch and Development Cen/r of Public Safety ，Reseerch Institu/ of Tsinyhua Universityin Shenzhen ，Shenzhen Guangdony 518000，China )Abstraci : In order to improve the anti-explosive ability of emeyency rescues' protective clothiny ，and reducc the casualtiesof hazardous chemicyt explosion accidents ，takiny the concave honeyecmb yadient structure as the reseerch object ，the 0-search method of ccmbininy the explosion impact experiments with the numericyt finita element method was adopted. The optie mized design of yradient honeyecmb was cciTied out through chanyiny the ccH size and ccH ccnccve angle of the ccnccve hon- eyecmb gradient structure ，and the attenuation efficiency of shock wave and mechanicyt response laws of the gradient structureunder the explosion impact were ccmpared and analyzed. The results showed that under the same ecndition of weight ，the con- ccve honeycomb structure with a size gradien t of 2.58 - 3.40 -2.58 mm and an angle gradie n t of 30° -22.5。
梯度变化对密度梯度蜂窝材料力学性能的影响
中央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 基 金 项 目
作者 简 介 ： 吴鹤翔（ １ ９ ８ ３ 一
） ， 男， 博士研究生 。
１ ６ ４
爆
炸
与
冲
击
第 ３ ３ 卷
２ Ｒ×２ ｎ Ｒ， 其 中 Ｒ 为圆环 的外 半径 ， 和 ｎ 分 别表 示 沿 ｚ和 方 向 圆环 的 数 量 。为 了 消 除 尺寸 效 应 ， 取 一１ ０ ， 。 一２ ０ ， Ｒ一５ ｍｍ。此 时 ， 蜂 窝材 料 的相对 密度为
２ ． ７ ｇ ／ ｍ。 ， 杨 氏模 量 Ｅ 一６ ９ ＧＰ ａ ， ｛ 白松 比 一０ ． ３ ， 屈 服 强 度 ＝ ＝ ＝ ７ ６ ＭＰ ａ 。试 件 的 尺 寸 为 Ｌ ×Ｌ 。 一
＊
收稿 日期 ： ２ ｏ ｌ １ － １ １ — ０ ６ ；修 回 日期 ：２ ０ １ ２ ０ ３ — ０ ５ 基金 项 目 ： 国 家 自然 科 学 基金 项 目（ １ ０ ９ ７ ２ ０ ２ ８ ， １ １ ２ ７ ２ ０ ４ ６ ） ； 教育部新世纪人才资助计划（ ＮＣ Ｅ Ｔ １ １ — ０ ５ ６ ６ ） ；
中图分类号 Ｉ Ｏ３ ４ ７ 国标 学 科 代码 ：ｌ ３ ０ １ ５ 文 献标 志码 ：Ａ
随着蜂 窝材 料在 防护 结构 中 的应 用 ， 一些关 键 性 的问题 的解决 ， 如 冲击初 始应 力峰 值 的抑制 和 冲击 应 力 强化 的控 制 等 ， 对 蜂窝 材料 的性 能设计 提 出 了进一 步 的要 求 。冲击 过 程 中材料 内的 应力 分 布 和能
的情况 ， 在 高速 冲击 条 件 下 ， 梯度系数越大 ， 材 料 单 位 质 量 的 能 量 吸 收 率 越 高 。研 究 结 果 可 为 完 善 密 度 梯 度
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摘 要 蜂窝材料具有优异的抗冲击吸能特性 ． 为进一步提高蜂窝材料的比吸能与压缩力效率， 提出了一种 几何参数或材料参数沿厚度方向梯度渐变的蜂窝材料模型 ， 并针对六边形蜂窝构型 研 究 了 胞 元 壁 厚 和 屈 服 强 度 梯 度变化的蜂窝材料在面外动态压缩载荷下的力学行为与吸能特性 ． 研究结果表 明 ， 通过调控梯度变化的指数， 胞元 壁厚或母体材料屈服强度的梯度设计 均 可 有 效 降 低 初 始 峰 值 应 力 ， 并使蜂窝材料的比吸能和压缩力效率同时增 大． 研究结果可为蜂窝材料的防撞性优化设计提供新的思路 ． 关键词 蜂窝材料 ， 梯度指数 ， 比吸能 ， 压缩力效率
表 １ 四种蜂窝材料的相对密度计算公式 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｆ ｏ ｒ ｍ ｕ ｌ ａ ｓ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ ｆ ｏ ｕ ｒ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｙ ｏ ｆ ｈ ｏ ｎ ｅ ｃ ｏ ｍ ｂ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｙ 六边形蜂窝 三角形蜂窝 Ｋ ａ ｏ ｍ ｅ蜂窝 四边形蜂窝 ｇ
２ ７］ ： 缩力效率可由下式计算 ［
Ｆｍ σ ｍ （ ） Ｃ Ｌ Ｅ＝ ×１ ０ ０％＝ ×１ ０ ０％ ６ Ｆｐ σ ｐ 式中σ Ｆｍ 和 Ｆｐ 分别为平台载 荷 ｐ 为初始峰值应力 ， 和初始峰值载荷 ．
２ 蜂窝材料面外动态压缩的数值建模
加载条件与边界条件 ２． １ 几何模型 、 蜂窝 材 料 具 有 多 种 构 型 ， 为了确定具有最优吸 能特性的均匀蜂窝材料 ， 本文选取了四种常见构型 ： 六 边 形 、 三 角 形 、Ｋ ａ ｏ ｍ ｅ 和 四 边 形 ．采 用 ｇ ／ Ｂ ＡＱＵ Ｓ Ｅ ｘ ｌ ｉ ｃ ｉ ｔ对均 匀 蜂 窝 材 料 进 行 非 线 性 动 Ａ ｐ 态显示分析 ， 四种蜂 窝 材 料 的 有 限 元 模 型 如 图 １ 所 示． 胞元 四种蜂窝材料的 厚 度 均 为 ｂ＝２ ４． ９ ６ ｍｍ， 珋＝０． 相 对 密 度ρ 则胞元壁厚可 边长ｌ ＝５ ｍｍ， ０ ３ ８， 根据表 １ 中各种蜂 窝 材 料 的 相 对 密 度 公 式 得 到 ． 六 边形 、 三角形 、 ａ ｏ ｍ ｅ和四 边 形 蜂 窝 材 料 的 有 限 元 Ｋ ｇ 模型分别具有 １ ０×１ １、 １ ０×１ ０、 ９×５ 和 １ ０×１ ０ 个胞 元． 模型中 蜂 窝 材 料 置 于 上 下 两 刚 性 板 之 间 ． 加载 时， 上刚性板以一定的速度沿面外方向向下压缩 ， 下
［ ３］
／ 外准静态和动态压缩实验 ， 发现冲击速度达到 ２ ７ ｍ 其他许多学者 ４％ 左 右 ． ｓ时动态平台 应 力 增 加 了 ７ ］ ２ ０ ２ １ － ， 目前对 也通过实验发 现 了 动 态 应 力 增 强 现 象 ［
１ ２， １ ３］ ， 封闭气体压 该现象 的 解 释 包 括 应 惯 性 效 应 ［ ４， １ ５］ ６， １ ７］ １ １ ，冲 击 波 效 应 ［ 和母体材料变率效 强［ ２ １， ２ ２］ 这些面外载荷 下 的 研 究 都 是 针 对 均 匀 蜂 窝 应［ ．
Ｆ δ （ ） １ σ＝ ， ε＝ Ａ δ ０ 其中 Ｆ 为接触反力 ， Ａ 为蜂窝材料的横截面面积 ， δ
为压 缩 位 移 ， 蜂窝材料 δ ０ 为 蜂 窝 材 料 的 初 始 厚 度． 的平台应力定义为 ： １ ） （ ） ｄ ２ σ σ（ ε ε ｍ ＝ ε ε Ｄ － ｙ ε ｙ 式中ε 可由下式求 ε Ｄ 为 密 实 化 应 变， ｙ 为 屈 服 应 变， ［ ］ ２ ５ ： 得
在面外压缩载荷作用 ．
下， 蜂窝材料应力 －应变曲线上长的应力平台使其成
１］ 然而 ， 为一种理想的吸能材料 ［ 蜂窝材料在压缩过 ．
程中 ， 尤其是在冲击载荷作用下 ， 在达到应力平台之 前， 总是先出现一个 数 倍 于 平 台 应 力 的 初 始 应 力 峰 因 此， ． 降低在面外冲击载 荷 作 用 下 的 初 始 应 力 峰 值 ， 提高 值， 这对于蜂窝 材 料 的 能 量 吸 收 是 不 利 的
第３ ６卷 第２期 ０ １ ５年４月 ２
固 体 力 学 学 报 ＣＨ Ｉ Ｎ Ｅ Ｓ Ｅ Ｊ ＯＵＲＮＡ Ｌ Ｏ Ｆ Ｓ Ｏ Ｌ Ｉ Ｄ ＭＥ ＣＨＡＮ Ｉ Ｃ Ｓ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ６Ｎ ｏ ． ２ ｒ ｉ ｌ ２ ０ １ ５ Ａ ｐ
梯度蜂窝面外动态压缩力学行为与吸能特性研究
＊ 樊喜刚１ 尹西岳１ 陶 勇２ 陈明继３＊ 方岱宁２
δ
∫
０
ｄ Ｆ（ δ） δ
（ ） ４
珋 ρ
／ ） （ ８ ｔ ３ ３ ｌ 槡
／ ２ ３ ｔ ｌ 槡
／ ｔ ｌ ３ 槡
／ ｔ ｌ ２
比吸能 （ 指的是单 位质量材 料所吸收的能量， Ｅ Ａ） Ｓ
２ ６］ ： 可表示为 ［
２． ２ 蜂窝母体材料本构关系模型 由于金属材料具有一定的率敏感性 ， 因此 ， 为了 考虑冲击载荷下母 体 材 料 的 率 效 应 ， 计算中采用了
， 收能力具有重 要 意 义 ． 总吸能（ ｎ ｅ ｒ Ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｇ ｙ ｐ 、 以 比吸能 （ ｃ ｉ ｆ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｅ ｒ Ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｓ Ｅ Ａ） Ｅ Ａ） Ｓ ｅ ｇ ｙ ｐ ｐ ， 及压缩力效率 （ 这三个 ｒ ａ ｓ ｈ Ｌ ｏ ａ ｄ Ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ Ｃ Ｌ Ｅ） Ｃ ｙ 指标被广泛用来评 价 结 构 的 能 量 吸 收 能 力 ． 总吸能 （ 表示整块 材 料 变 形 到 当 前 状 态 δ 所 吸 收 冲 击 Ａ） Ｅ 能量的总 和 ， 它 的 大 小 等 于 载 荷 －位 移 曲 线 下 的 面 积， 可由下式计算 ： Ａ（ Ｅ δ）＝
２ ８］ 两刚性板与蜂窝材料之间采用 Ｔ 刚性板固定 ［ ． ｉ ｅ
１ 吸能特性评价指标
一般 来 说 ， 蜂窝材料在面外压缩载荷作用下的
１］ ： 初始表现 出 一 个 应力 －应变曲线可分为三个阶段 ［
线弹性区 ， 后面接着一个应力近乎恒定的平台区 ， 最 后进入一个应力陡 然 升 高 区 ． 蜂窝材料面外压缩的 名义应力 、 应变分别为 ：
ｄ 式中 Ｅ 为 母 体 材 料 的 杨 氏 模 量 ， Ｅ σ ｔ 为 割 线 模 量， ｙ
－１ 和 Ｐ＝４． 从 图 中 可 以 看 出， 有限元计算 ＝６ ５ ０ ０ｓ 并 且， 与实 验 获 得 的 应 力 －应 变 曲 线 符 合 较 好 ． 由有
［ ８， ９］
通过有限元和理 论 方 法 研 究 了 母 体 材 料 屈 服
１ １ ０ １ ０ １ ４ １ ８ 收到第 １ 稿 ， ０ １ ５ ３ ３ 收到修改稿 ． ２ ＊ ２ － － － － ： ： ８ ２ ５ ４ ５ ６ ６ １ ｅ ｌ ０ １ ０ ａ ｉ ｌ ｍ ｃ ｈ ｅ ｎ ８ １＠ｇ ｍ ａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｍ． ＊ 通讯作者 ． ＊ Ｅ－ｍ － Ｔ ｊ
ε Ｄ
∫
ｄ １ ） （ ） ｄ σ（ ε ε ３ ＝０ ）０ ｄ ε ＝ ε σ（ ε ε Ｄ 吸能特性评价指标对于研究蜂窝材料的能量吸
［∫
ε
］
连接 ． 为了避免胞壁在压缩过程中互相穿透 ， 对整个 蜂窝材料 采 用 了 Ｓ 计算中选用了 ｃ ｅ ｌ ｆ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ约 束． － 并通过 收 敛 性 分 析 最 终 确 定 采 用 网 格 ４ Ｒ 壳单元 ， Ｓ 大小为 ０． ６ｍｍ．
２ ８］ ： 率相关的双线性本构关系 ［
Ｅ Ａ（ δ） （ ） ＝ ５ Ｓ Ｅ Ａ（ δ） Ｍ 式中 Ｍ 表示质 量 ． 的 值 越 大， 比吸能（ 结构吸 Ｅ Ａ） Ｓ 表示的是平台应力 能能力越强 ． 压缩力效率（ Ｌ Ｅ） Ｃ
与初始峰值应力的比值 ， 反映了载荷 －位移曲线的均 越大 ， 匀程度 ． 压缩力效率 （ 意味着在承受相同 Ｌ Ｅ） Ｃ 水平的瞬时大载荷后 ， 材料能更有效地吸收能量 ． 压
第 ２ 期 樊喜刚等 ： 梯度蜂窝面外动态压缩力学行为与吸能特性研究
·１ ５· １
形、 三角形 、 ａ ｏ ｍ ｅ与四边 形 四 种 金 属 蜂 窝 的 吸 能 Ｋ ｇ 特性 ； 并基于比吸能最佳的六边形蜂窝构型 ， 研究不 同梯度指数下蜂窝材料的吸能特性 ． 结果表明 ， 通过 适当调控梯度指数 ， 胞元壁厚或母体材料屈服强度 的梯度变化均可实 现 降 低 初 始 峰 值 应 力 ， 并使蜂窝 材料的比吸能和压缩力效率同时增大的目的 ．
香蕉皮横截面结构的基础上提出了胞元壁厚梯度变 化的六边形蜂窝材 料 ， 并研究了其在面内低速冲击 下的动力学 特 性 ． Ａ ｄ ａ ｒ ｉ等 ｊ
［ ７］
研究了胞元壁厚线性
变化的六边形和泰森多边形蜂窝材料在低速和高速 面内冲击载荷下的 变 形 模 式 和 能 量 吸 收 特 性 ． Ｓ ｈ ｅ ｎ 等
阶梯变化的六边形蜂窝材料在面内冲击载荷下的变 形模式和能量吸收 特 性 ． 对于蜂窝材料在面外冲击 载荷下的 研 究 ， ｏ ｌ ｄ ｓ ｍ ｉ ｔ ｈ和 Ｓ ａ ｃ ｋ ｍ ａ ｎ报道了用圆 Ｇ 形抛射物对蜂窝进 行 面 外 冲 击 的 实 验 ， 发现动态下
［０］ 的平台 应 力 比 准 静 态 下 的 增 加 了 ２ ５ ． ０ ０％ １ Ｗｕ － ［ １ １］ 和Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ 对不同母体材 料 和 边 长 的 蜂 窝 进 行 了 面
烄 Ｅ ε σ＝烅 ｄ σ ｙ ｄ Ｅ － σ ｔ ε ｙ＋ Ｅ 烆
（ ） σ ε＞ （ ）（ Ｅ）
ｄ ｙ
σ ｙ ε≤ Ｅ
ｄ
（ ） ７
·１ １ ６·
固体力学学报 ２ ０ １ ５ 年第 ３ ６卷
图 １ 四种蜂窝材料的有限元模型 Ｆ ｉ ． １ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｕ ｒ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｈ ｏ ｎ ｅ ｃ ｏ ｍ ｂ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｇ ｙ