椭圆增强内凹六边形拉胀蜂窝的面内压溃行为

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作者 颜芝 韩芳 +1 位作者 张威 王慧玲 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期223-232,共10页

为增强传统内凹六边形(RE)蜂窝的承载和能量吸收能力,将椭圆结构与RE蜂窝结构相结合,提出了一种新型椭圆增强内凹六边形拉胀(REE)蜂窝。考虑了椭圆结构的两种排列方式,即间隔排列(REE-I)和全排列(REE-II)。建立了有效的数值模型,通过数... 为增强传统内凹六边形(RE)蜂窝的承载和能量吸收能力,将椭圆结构与RE蜂窝结构相结合,提出了一种新型椭圆增强内凹六边形拉胀(REE)蜂窝。考虑了椭圆结构的两种排列方式,即间隔排列(REE-I)和全排列(REE-II)。建立了有效的数值模型,通过数值模拟研究了REE蜂窝的变形失效模式、泊松比效应和能量吸收性能。研究结果表明,椭圆结构的引入没有明显削弱结构的负泊松比效应,但是显著提高了其承载和能量吸收能力。进一步讨论了几何参数对REE蜂窝力学性能的影响,发现两种REE蜂窝在变形阶段都表现出了负泊松比效应,椭圆结构设计和内凹角度对REE蜂窝的整体性能有较大影响。两种REE蜂窝的平台应力和比能量吸收均与b/a呈正相关、与θ呈负相关的关系,b/a越大、θ越小的REE蜂窝具有更强的承载和能量吸收能力。 展开更多

关键词 内凹六边形蜂窝 椭圆增强 负泊松比 能量吸收 压缩行为

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舰艇新型宏观负泊松比效应蜂窝舷侧防护结构 被引量：25

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作者 杨德庆 马涛 张梗林 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期243-248,共6页

提出一种具有宏观负泊松比效应的新型蜂窝舷侧防护结构,通过对负泊松比效应蜂窝胞元特殊结构构型设计,实现中等弹速下良好抗爆抗冲击性能。利用有限元动力学分析软件,研究鱼雷或导弹水下对舷侧防护结构的撞击侵入和穿透过程,对比研究了... 提出一种具有宏观负泊松比效应的新型蜂窝舷侧防护结构,通过对负泊松比效应蜂窝胞元特殊结构构型设计,实现中等弹速下良好抗爆抗冲击性能。利用有限元动力学分析软件,研究鱼雷或导弹水下对舷侧防护结构的撞击侵入和穿透过程,对比研究了不同蜂窝构型、材料、胞元尺寸和胞壁厚度对舷侧结构抗冲击性能的影响。结果表明,蜂窝防护结构具有良好的抗冲击性能,负泊松比蜂窝构型较正泊松比蜂窝构型抗冲击性能更优。 展开更多

关键词 固体力学 舰船防护结构 非线性有限元 蜂窝结构 负泊松比 负泊松比结构 抗冲击

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零泊松比蜂窝芯等效弹性模量研究 被引量：8

3

作者 鲁超 李永新 +1 位作者 董二宝 杨杰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期80-84,共5页

采用柔性悬臂梁模型和欧拉梁模型分别对零泊松比蜂窝芯斜壁板大变形条件下的弯曲变形和蜂窝芯横壁板小变形条件下的变形进行分析,推导出了零泊松比蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式,并将理论计算结果和有限元仿真及力学模型实验进行... 采用柔性悬臂梁模型和欧拉梁模型分别对零泊松比蜂窝芯斜壁板大变形条件下的弯曲变形和蜂窝芯横壁板小变形条件下的变形进行分析,推导出了零泊松比蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式,并将理论计算结果和有限元仿真及力学模型实验进行对比分析。结果表明:理论计算公式正确、有效;零泊松比蜂窝芯大变形方向等效弹性模量具有明显的非线性特征;等效弹性模量的计算应根据受力方向及应变大小选择相应的计算公式进行计算;壁板之间的夹角θ对等效弹性模量的影响很大,零泊松比蜂窝结构参数可设计性较强。 展开更多

关键词 柔性蒙皮 蜂窝芯 零泊松比 等效弹性模量

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手性和反手性蜂窝材料的面内冲击性能研究 被引量：26

4

作者 卢子兴 李康 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期16-22,39,共8页

采用数值模拟方法,研究了具有手性和反手性构型的负泊松比蜂窝(统称手性系蜂窝)在不同冲击速度下的变形模式和能量吸收等动态力学响应特性。结果表明,低速冲击下,其变形模式为连接带和圆孔的先后坍塌;高速冲击下,为圆孔和连接带交替坍... 采用数值模拟方法,研究了具有手性和反手性构型的负泊松比蜂窝(统称手性系蜂窝)在不同冲击速度下的变形模式和能量吸收等动态力学响应特性。结果表明,低速冲击下,其变形模式为连接带和圆孔的先后坍塌;高速冲击下,为圆孔和连接带交替坍塌的逐层压溃;在中等速冲击下,为兼有低速和高速模式部分特征的过渡模式;随着冲击速度的提高,局部变形区逐渐集中于冲击端。并且,在中、低速冲击时,能观察到手性系蜂窝的动态负泊松比效应。此外,数值模拟结果使我们对这类二维负泊松比多孔材料的动态力学性能和能量吸收性能有了一定的认识,同时为进一步研究三维负泊松比泡沫材料的冲击行为奠定了基础。 展开更多

关键词 蜂窝 负泊松比 手性 动态压溃 变形模式

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负泊松比蜂窝芯非线性等效弹性模量研究 被引量：6

5

作者 鲁超 李永新 +2 位作者 吴金玺 刘明 李天齐 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1540-1544,共5页

设计并加工了一种负泊松比蜂窝结构,采用柔性悬臂梁模型,对蜂窝壁板大变形条件下的弯曲变形进行分析,给出了蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式。通过有限元仿真和力学实验的对比分析,验证了非线性理论计算公式的正确性。得出了等效弹... 设计并加工了一种负泊松比蜂窝结构,采用柔性悬臂梁模型,对蜂窝壁板大变形条件下的弯曲变形进行分析,给出了蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式。通过有限元仿真和力学实验的对比分析,验证了非线性理论计算公式的正确性。得出了等效弹性模量的非线性特性及相同方向和不同方向弹性模量的变化特性。研究结果为柔性蜂窝芯层的工程实用化提供了参考。 展开更多

关键词 蜂窝芯 负泊松比 非线性 等效弹性模量

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一种负泊松比正弦曲线蜂窝结构的面内冲击动力学分析 被引量：37

6

作者 邓小林 刘旺玉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第13期103-109,154,共8页

研究了一种全参数化的正弦曲线蜂窝结构,通过Pro/Engineer构建了其参数化模型,采用ABAQUS建立了正弦曲线蜂窝结构的有限元模型。研究了不同振幅、不同胞壁厚度的正弦曲线蜂窝结构在不同冲击速度下的面内动力学响应。研究表明,正弦曲线... 研究了一种全参数化的正弦曲线蜂窝结构,通过Pro/Engineer构建了其参数化模型,采用ABAQUS建立了正弦曲线蜂窝结构的有限元模型。研究了不同振幅、不同胞壁厚度的正弦曲线蜂窝结构在不同冲击速度下的面内动力学响应。研究表明,正弦曲线蜂窝结构的反作用力波动情况与其振幅以及冲击速度直接相关。振幅越小、蜂窝结构胞壁越厚,其反作用力波动越明显。速度越高,蜂窝结构的反作用力波动越明显。而振幅较大的正弦曲线蜂窝结构,在不同的速度下,其反作用力表现出了较好的稳定性。正弦曲线蜂窝结构固定端的平台应力主要与其厚度有直接关系,与冲击速度无关。通过对正弦曲线蜂窝结构的能量吸收情况分析表明,随着振幅的增加,其能量吸收能力相对下降,随着速度的提高,蜂窝结构能量吸收能力趋向于一致。结果表明,正弦曲线蜂窝结构的轻微拉胀效应可增强其平面内能量吸收能力,相对普通的常规正六边形蜂窝结构,具有更好的能量吸收效果。 展开更多

关键词 负泊松比 正弦曲线 蜂窝结构 面内冲击

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负泊松比蜂窝动态压溃行为的有限元模拟 被引量：20

7

作者 卢子兴 李康 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1237-1242,共6页

采用有限元数值模拟方法,研究了负泊松比蜂窝在不同冲击速度下的变形模式和能量吸收等动力学响应特性。数值模拟结果表明,在动态冲击下,负泊松比行为的产生机制与静态加载下一致,仍为孔壁的内凹和旋转,同时解释了交错排布的三角形和正... 采用有限元数值模拟方法,研究了负泊松比蜂窝在不同冲击速度下的变形模式和能量吸收等动力学响应特性。数值模拟结果表明,在动态冲击下,负泊松比行为的产生机制与静态加载下一致,仍为孔壁的内凹和旋转,同时解释了交错排布的三角形和正方形蜂窝在中低速冲击下所表现出的缩颈现象。此外,数值模拟结果还使我们对二维负泊松比多孔材料的动态力学性能和能量吸收性能有了一定的认识,也为进一步研究三维负泊松比泡沫材料的冲击行为奠定了基础。 展开更多

关键词 蜂窝 负泊松比 多孔材料 动态压溃 变形机制

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负泊松比蜂窝抗冲击性能分析 被引量：26

8

作者 侯秀慧 尹冠生 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期905-910,共6页

对一种新型蜂窝结构-负泊松比多凹角蜂窝及凹角蜂窝的面内抗冲击性能进行了系统分析。首先利用有限元软件Ansys/LS-DYNA分析了多凹角蜂窝及凹角蜂窝结构在不同速度冲击荷载作用下的变形模态,揭示了凹角蜂窝结构特有的负泊松比效应对提... 对一种新型蜂窝结构-负泊松比多凹角蜂窝及凹角蜂窝的面内抗冲击性能进行了系统分析。首先利用有限元软件Ansys/LS-DYNA分析了多凹角蜂窝及凹角蜂窝结构在不同速度冲击荷载作用下的变形模态,揭示了凹角蜂窝结构特有的负泊松比效应对提高其抗冲击强度的作用机制;随后根据经典理论模型,得出凹角蜂窝结构动力学强度的经验公式,与有限元结果的对比分析验证了所得理论经验公式的有效性,同时凹角蜂窝较传统正六边形蜂窝结构更高的动力学强度揭示了凹角蜂窝结构更优的吸能效果。 展开更多

关键词 多凹角蜂窝 有限元模拟 负泊松比 动力学强度 经验公式

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爆炸载荷下实验舱功能梯度防爆结构的性能 被引量：1

9

作者 陈清华 吕可 +3 位作者 王德俊 王建刚 王建业 冯鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第21期2568-2576,共9页

为提高大型环境实验舱防爆门的抗爆炸冲击性能,基于变梯度负泊松比蜂窝芯层,通过引入拉胀内凹六边形蜂窝结构,设计了一种新型双功能梯度芯层。运用ABAQUS软件综合分析了不同梯度芯层对冲击载荷下防爆门的压溃模式和能量吸收特性的影响,... 为提高大型环境实验舱防爆门的抗爆炸冲击性能,基于变梯度负泊松比蜂窝芯层,通过引入拉胀内凹六边形蜂窝结构,设计了一种新型双功能梯度芯层。运用ABAQUS软件综合分析了不同梯度芯层对冲击载荷下防爆门的压溃模式和能量吸收特性的影响,着重探讨了不同爆炸载荷下前后面板挠度和芯层压缩量的变化。研究结果表明,通过合理配置方向梯度和同心梯度,可以提高比吸能并使芯层达到更为理想的变形模式;优化后的防爆门前面板挠度降低了23%~26.7%,吸能能力比单一梯度芯层提高了64.6%~83.6%。 展开更多

关键词 爆炸冲击 功能梯度 能量吸收 蜂窝夹层结构 负泊松比

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弹性波在星形节点周期结构蜂窝材料中的传播特性研究 被引量：10

10

作者 贠昊 邓子辰 朱志韦 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第8期814-820,共7页

星形节点周期结构蜂窝材料是具有负Poisson(泊松)比效应的一种结构性材料.采用有限元方法对其离散并结合Bloch定理来分析弹性波在其内部传播的带隙问题.结果表明:星形节点周期结构蜂窝材料存在宽大的频率禁带且禁带的位置和大小相对稳定... 星形节点周期结构蜂窝材料是具有负Poisson(泊松)比效应的一种结构性材料.采用有限元方法对其离散并结合Bloch定理来分析弹性波在其内部传播的带隙问题.结果表明:星形节点周期结构蜂窝材料存在宽大的频率禁带且禁带的位置和大小相对稳定;同时星形节点本身的旋转共振模态是材料最低阶禁带形成的主要原因.星形节点周期结构蜂窝材料的以上带隙特性使其在工程中减震降噪方面具有潜在的应用价值. 展开更多

关键词 星形节点蜂窝材料 负poisson比效应 频率带隙 旋转共振模态

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负泊松比可变弧角曲边内凹蜂窝结构的力学性能 被引量：21

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作者 沈建邦 肖俊华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期2135-2141,共7页

在环形蜂窝结构的基础上,提出了一种具有负泊松比效应的可变弧角曲边内凹蜂窝结构。分析了刚架结构的弯曲内力,利用能量法给出了曲边内凹蜂窝结构的横/纵向等效弹性模量和等效泊松比的解析公式。当弧角为180°时,所提出的曲边内凹... 在环形蜂窝结构的基础上,提出了一种具有负泊松比效应的可变弧角曲边内凹蜂窝结构。分析了刚架结构的弯曲内力,利用能量法给出了曲边内凹蜂窝结构的横/纵向等效弹性模量和等效泊松比的解析公式。当弧角为180°时,所提出的曲边内凹蜂窝结构可退化为已有的环形蜂窝结构。所得解析解、已有理论解和有限元结果三者有较好的吻合度,表明了所提出方法的有效性。基于所得解析解讨论了微结构几何参数对等效弹性模量和等效泊松比的影响,研究结果表明:等效弹性模量受弧角的影响显著;等效泊松比受弧角、竖直壁板长度和两竖直壁板间宽度的影响较为明显,而受连接部分长度的影响不明显。 展开更多

关键词 负泊松比 曲边内凹蜂窝结构 可变弧角 等效弹性模量 等效泊松比

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内凹工字形蜂窝结构的面内冲击性能 被引量：2

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作者 王腾博 秦东晨 +1 位作者 王婷婷 王培卓 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期183-192,共10页

提出一种具有负泊松比效应的内凹工字形蜂窝结构,采用数值模拟方法研究了不同冲击速度下内凹工字形蜂窝的变形模式和能量吸收等动力学响应特性,并将其与正六边形蜂窝和内凹六边形蜂窝在面内冲击载荷作用下的抗冲击性能进行对比。结果表... 提出一种具有负泊松比效应的内凹工字形蜂窝结构,采用数值模拟方法研究了不同冲击速度下内凹工字形蜂窝的变形模式和能量吸收等动力学响应特性,并将其与正六边形蜂窝和内凹六边形蜂窝在面内冲击载荷作用下的抗冲击性能进行对比。结果表明,在中低速冲击载荷下,能够明显观察到内凹工字形蜂窝结构受到轴向压缩时的“颈缩”现象,其主要与工字形节点梁的弯曲旋转变形有关。相比于内凹六边形蜂窝结构,内凹工字形蜂窝结构峰值应力更低,平台应力阶段时间更长,并且随着冲击速度的提高,表现出更好的冲击载荷一致性和能量吸收特性。 展开更多

关键词 内凹工字形蜂窝 负泊松比效应 平台应力 面内冲击 能量吸收

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胞元尺寸对六边形聚氨酯蜂窝结构泊松比和吸收能量的影响 被引量：3

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作者 严效男 王荣 +2 位作者 陈永雄 程延海 梁秀兵 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期71-75,共5页

采用有限元模型对热塑性聚氨酯弹性体蜂窝结构的压缩过程进行了模拟,并用试验进行验证。采用该模型研究了胞元凹角、宽度和壁厚对蜂窝结构泊松比和吸收能量的影响。结果表明:该模型能较准确地模拟蜂窝结构的压缩过程,试验和模拟峰值应... 采用有限元模型对热塑性聚氨酯弹性体蜂窝结构的压缩过程进行了模拟,并用试验进行验证。采用该模型研究了胞元凹角、宽度和壁厚对蜂窝结构泊松比和吸收能量的影响。结果表明:该模型能较准确地模拟蜂窝结构的压缩过程,试验和模拟峰值应力的相对误差在10%以内;凹角为负时,蜂窝结构具有负泊松比性质,其吸收能量较凹角为正的蜂窝结构的大;胞元宽度越小、壁厚越大,蜂窝结构的吸收能量越多;胞元凹角为-30°、宽度为1 mm、壁厚为1 mm时蜂窝结构的吸能效果最好;凹角大小对蜂窝结构的泊松比和吸收能量的影响最大。 展开更多

关键词 负泊松比 蜂窝结构 压缩

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梯度特性对负泊松比蜂窝的结构耐撞性影响 被引量：1

14

作者 章成 铁瑛 宋峥硕 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第5期5-11,36,共8页

基于梯度概念,提出了复合材料梯度和厚度梯度两种负泊松比蜂窝结构,并研究了不同梯度特性对其耐撞性能的影响。与传统无梯度蜂窝相比,对两种梯度结构的平台应力和吸能特性进行研究,通过分析压缩过程中的蜂窝胞元变形模式以及负泊松比效... 基于梯度概念,提出了复合材料梯度和厚度梯度两种负泊松比蜂窝结构,并研究了不同梯度特性对其耐撞性能的影响。与传统无梯度蜂窝相比,对两种梯度结构的平台应力和吸能特性进行研究,通过分析压缩过程中的蜂窝胞元变形模式以及负泊松比效应来揭示结构的增强机理。结果表明:预测的压缩变形和参考结果相似;相比于传统蜂窝结构,在法向应变为0.6时复合材料梯度蜂窝增加了27.6%的平台应力和70.5%的比吸能,厚度交替梯度蜂窝增加了243%的平台应力和166%的比吸能,且梯度蜂窝的平台应力的增加率呈渐进模式,压缩变形模式呈现交替塑性变形;相比于复合材料梯度蜂窝结构,厚度交替梯度蜂窝结构在压缩过程中有更高的平台应力和比吸能,在法向应变为0.6时有高于其169%的平台应力和55.7%的比吸能,具有更强的吸能能力;梯度结构对蜂窝各层的负泊松比有较为明显的影响。 展开更多

关键词 负泊松比 蜂窝结构 耐撞性 复合材料梯度 厚度交替梯度

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不同泊松比蜂窝夹芯结构的抗爆性能对比分析 被引量：4

15

作者 宫晓博 刘宇鸿 于昌利 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1399-1405,共7页

蜂窝夹芯结构以优异的抗冲击性能广泛应用于舰船爆炸防护领域,为了探究泊松比对蜂窝夹芯结构抗爆性能的影响,本文对不同泊松比蜂窝夹芯结构的水下抗爆性能进行数值分析。选用等效相对密度和等效弹性模量相同的正/负/零3类泊松比蜂窝夹... 蜂窝夹芯结构以优异的抗冲击性能广泛应用于舰船爆炸防护领域,为了探究泊松比对蜂窝夹芯结构抗爆性能的影响,本文对不同泊松比蜂窝夹芯结构的水下抗爆性能进行数值分析。选用等效相对密度和等效弹性模量相同的正/负/零3类泊松比蜂窝夹芯结构,采用数值方法对其水下抗爆性能进对比分析,综合分析了不同泊松比蜂窝结构在水下爆炸载荷作用时的破口尺寸、背板中心点最大位移和无量纲归一化处理的总吸能值,得到零泊松比四角星形蜂窝的综合抗爆性能最优,负泊松比蜂窝次之,正六边形蜂窝最差,为蜂窝夹芯结构在水下爆炸防护结构的应用提供参考。 展开更多

关键词 蜂窝夹芯结构 数值模拟 能量吸收 水下爆炸 泊松比 抗爆性能 蜂窝吸能 抗冲击性能

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仿蝴蝶形蜂窝结构夹层板的振动特性研究 被引量：7

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作者 关淮桐 田瑞兰 张子文 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1383-1390,共8页

为了探讨负泊松比夹层板共振问题,明晰多模态共振机理,本文基于蝴蝶仿生结构,构建仿蝴蝶形蜂窝夹层板,提升抑制工程应用中共振发生的能力。应用Reddy高阶剪切变形理论,推导仿蝴蝶形蜂窝夹层板的位移场。利用Von-Karman大变形理论以及Ham... 为了探讨负泊松比夹层板共振问题,明晰多模态共振机理,本文基于蝴蝶仿生结构,构建仿蝴蝶形蜂窝夹层板,提升抑制工程应用中共振发生的能力。应用Reddy高阶剪切变形理论,推导仿蝴蝶形蜂窝夹层板的位移场。利用Von-Karman大变形理论以及Hamilton原理,探讨四边简支边界条件下仿蝴蝶形蜂窝夹层板的非线性偏微分方程。借助Navier法并引入双三角级数形式研究系统的固有频率。研究结果表明:仿蝴蝶形蜂窝夹层板的固有频率与传统负泊松比蜂窝夹层板相比有所提高,使夹层板在应用过程中发生共振的可能性相对降低;仿蝴蝶形蜂窝夹层板的固有频率随夹层板总厚度、芯层蜂窝胞元的角度参数和长度参数的增加而增大,随芯层厚度系数的增加呈抛物线走势,对仿蝴蝶形蜂窝夹层板避免多模态共振的设计和应用具有一定指导意义。 展开更多

关键词 仿蝴蝶形结构 负泊松比 固有频率 蜂窝夹层板 HAMILTON原理 Reddy高阶剪切变形 Navier法 Von-Karman大变形理论

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负泊松比基元蜂窝结构研究 被引量：5

17

作者 刘宇 郝琪 +1 位作者 田钰楠 毛怡 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第10期1629-1635,共7页

以传统凹角六边形负泊松比结构为主要参考对象,通过拓扑优化得到较为完整的负泊松比基元优化构型,并基于该构型建立了6种基元几何模型。探讨了不同蜂窝排列方式下的蜂窝结构性能差异,选取合适的排列方式对6种基元建立的蜂窝结构进行了... 以传统凹角六边形负泊松比结构为主要参考对象,通过拓扑优化得到较为完整的负泊松比基元优化构型,并基于该构型建立了6种基元几何模型。探讨了不同蜂窝排列方式下的蜂窝结构性能差异,选取合适的排列方式对6种基元建立的蜂窝结构进行了冲击仿真研究。以吸能量、比吸能、峰值碰撞力及结构等效泊松比为评价指标,对比分析了不同基元蜂窝结构的结构性能,筛选出综合性能最优的基元结构。选取汽车前端结构,将传统凹角六边形结构及最优基元结构进行三维排列组合填充入吸能盒内,进行了汽车前端碰撞应用对比。结果表明基于拓扑优化的各基元结构在吸能效果及承载能力上皆高于传统凹角六边形结构,选取的最优基元结构在汽车前端碰撞应用中具有更好的吸能效果及负泊松比特性,其压溃距离大大降低。 展开更多

关键词 负泊松比结构 基元优化构型 蜂窝结构 汽车前端碰撞 能量吸收 拓扑优化

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Arrow型蜂窝结构抛物柱面成型蚁狮算法优化 被引量：1

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作者 姜恒坤 张华振 +1 位作者 候仰青 伍科 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期333-339,共7页

本研究将Arrow型零泊松比蜂窝结构用于空间抛物柱面天线。首先分析零泊松比蜂窝结构柱面成型所需加载方式,通过几何计算初步得到柱面成型所需载荷;再将ABAQUS分析、曲面拟合和型面精度计算整合为优化目标函数;然后采用蚁狮优化(ALO)算... 本研究将Arrow型零泊松比蜂窝结构用于空间抛物柱面天线。首先分析零泊松比蜂窝结构柱面成型所需加载方式,通过几何计算初步得到柱面成型所需载荷;再将ABAQUS分析、曲面拟合和型面精度计算整合为优化目标函数;然后采用蚁狮优化(ALO)算法求解使得型面精度最高的优化载荷,使用有效集法(Active Set)作为对照组,验证蚁狮优化算法的性能。优化结果得到了RMS为0.071 mm的抛物柱面,证明了将零泊松比蜂窝结构用于柱面天线反射面的可行性。与几何计算结果相比,通过ALO算法使得其型面精度提高了45.5%,收敛所需迭代步数为有效集法的1/7,证明了ALO算法对于解决初值未知优化问题的有效性和高效性。研究结果对于零泊松比蜂窝结构的优化设计和ALO算法的应用具有一定意义。 展开更多

关键词 零泊松比蜂窝结构 ARROW 柱面天线 蚁狮优化算法(ALO) 型面精度

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