摘要
为了准确描述零泊松比胞状结构的力学性能,适应不同的变形方式需要。针对3种不同的单胞,基于梁弯曲理论推导出考虑弯曲变形和轴向变形的等效弹性模量,基于虚功原理推导出不同单胞的等效剪切模量;然后将推导出的结果与有限元分析结果进行比较,并研究了几何参数对等效弹性模量和等效剪切模量的影响;最后进行了实验验证。研究结果表明,获得的等效弹性模量和等效剪切模量是正确、合理的,适用于变体机翼的胞状结构;3种单胞具有相同的等效弹性模量,但等效剪切模量不同;单胞的几何参数对等效弹性模量和等效剪切模量的影响规律和程度不同。
Mechanical properties of zero Poisson＇s ratio cellular structures need to be accurately described to adapt to the requirements of different morphing applications.Based on the theory of beam bending,the equivalent elastic moduli of three types of cell structure are analyzed considering both the bending and axial force.The equivalent shear moduli is analyzed based on virtual work principle.Then the obtained expressions of equivalent moduli are compared with the results of finite element analysis.Meanwhile,the effects of geometric parameters of cell on equivalent elastic modulus and equivalent shear modulus are investigated.Finally,some experiments are implemented to verify the expressions of equivalent moduli.The research indicates that the obtained expressions of equivalent moduli are accurate,reasonable and applicable for morphing cellular structures.The three types of cell have the same expression for equivalent elastic modulus,but different expressions for equivalent shear modulus.The trends and magnitudes of variation of equivalent moduli with geometric parameters are different.
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期3616-3629,共14页
Acta Aeronautica et Astronautica Sinica
基金
国家自然科学基金(50911140286)
江苏省高校优势学科建设工程
2014年度"青蓝工程"~~
关键词
零泊松比
胞状结构
单胞
等效模量
几何参数
影响因素
zero Poisson＇s ratio
cellular structure
cell
equivalent modulus
geometric parameters
effect factor
作者简介
李杰锋 男，硕士，副研究员。主要研究方向：智能材料结构及其力学性能。Tel：025-84891497E-mail：lijief@nuaa．edu．cn
通讯作者沈星 男，博士，教授，博士生导师。主要研究方向：智能材料结构性能分析测试。Tel：025-84895702E-mail：shenx@nuaa．edu．cn
陈金金 男，硕士研究生。主要研究方向：智能材料结构性能分析测试。Tel：025-84895702E-mail：chenjilljin@nuaa．edu．cn
