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变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能优化设计
1
作者 孙士平 常梦源 胡政 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期67-75,共9页
采用泊松比分类六边形蜂窝构型,基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型,开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明:2~18 GHz电磁波垂直入射工况下,减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能... 采用泊松比分类六边形蜂窝构型,基于均匀化理论建立蜂窝单胞参数化有限元模型,开展了变泊松比蜂窝夹芯结构的吸波性能分析与给定反射率目标的蜂窝构型优化。计算结果表明:2~18 GHz电磁波垂直入射工况下,减小蜂窝边长和增大蜂窝高度均能有效提高结构吸波性能,使泊松比趋于零的蜂窝角度变化可提高吸波性能,存在与蜂窝几何参数匹配的最佳涂层厚度,能够获得最优吸波性能;与正泊松比常规六边形蜂窝、零泊松比半内凹六边形蜂窝和负泊松比内凹六边形蜂窝的初始方案相比,反射率为-10 dB时,三种优化蜂窝吸收带宽分别增大了56.8%、35.2%、52.5%,而反射率为-20 dB时,三种优化蜂窝吸收带宽分别从零增大为4 GHz、2.3 GHz、0.5 GHz;三种泊松比蜂窝中,正泊松比蜂窝的优化适应潜力最好。研究结果为多功能蜂窝吸波结构的蜂窝构型设计提供了参考。 展开更多
关键词 吸波性能 泊松比 蜂窝构型 优化设计 蜂窝夹芯结构 复合材料
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蜂窝夹芯结构低速冲击后压-压疲劳性能研究 被引量：1
2
作者 陈卫东 姚凯飞 +1 位作者 王轩 石强斌 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期30-38,共9页
利用直径分别为25.4 mm、38.1 mm和50.8 mm的冲头对玻璃纤维平纹编织面板蜂窝夹芯结构进行1 mm凹坑深度的低速冲击,开展冲击后静态压缩和压-压疲劳试验,研究三种冲头直径下试件的剩余强度、条件疲劳极限、刚度退化、循环蠕变和破坏模式... 利用直径分别为25.4 mm、38.1 mm和50.8 mm的冲头对玻璃纤维平纹编织面板蜂窝夹芯结构进行1 mm凹坑深度的低速冲击,开展冲击后静态压缩和压-压疲劳试验,研究三种冲头直径下试件的剩余强度、条件疲劳极限、刚度退化、循环蠕变和破坏模式,揭示蜂窝夹芯结构低速冲击后压-压疲劳行为。结果表明:试件静态剩余强度随着冲头直径的增大而减小;当冲头直径为25.4 mm时,条件疲劳极限最大,为静态破环载荷的68.1%,当冲头直径为38.1 mm和50.8 mm时,条件疲劳极限约为静态破坏载荷的60%。循环刚度和循环蠕变均呈现“三阶段”的演变特征,在疲劳寿命期前10%,试件耗散能小幅减小,刚度在高周疲劳中增大,在低周疲劳中减小,循环蠕变现象显著;在疲劳寿命期90%之前,刚度大小稳定,循环蠕变现象有所减弱;在疲劳寿命期后10%,刚度减小,循环蠕变再次呈现显著的现象。试件的疲劳剩余强度分散性明显大于静态剩余强度分散性;试件在疲劳载荷下的破坏模式与在静态载荷下破坏模式相似。 展开更多
关键词 复合材料 疲劳 冲击后压缩 蜂窝夹芯结构 刚度演化
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柱状弹高速撞击下高强聚乙烯复合夹芯结构的抗侵彻分析模型研究
3
作者 戴文喜 谢伟 +3 位作者 胡鹏程 程远胜 张攀 李德聪 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第3期137-147,共11页
[目的]为快速评估高强聚乙烯(UHMWPE)复合夹芯结构的抗弹性能,建立其抗高速柱状弹侵彻的理论分析模型。[方法]首先,将夹芯结构的抗柱状弹侵彻过程分为3个阶段,分析各阶段的能量耗散问题,提出忽略柱状弹镦粗和考虑柱状弹镦粗影响的理论... [目的]为快速评估高强聚乙烯(UHMWPE)复合夹芯结构的抗弹性能,建立其抗高速柱状弹侵彻的理论分析模型。[方法]首先,将夹芯结构的抗柱状弹侵彻过程分为3个阶段,分析各阶段的能量耗散问题,提出忽略柱状弹镦粗和考虑柱状弹镦粗影响的理论分析模型,进而建立各阶段的消耗能量与剩余速度之间的关系式;然后,采用有限元软件ANSYS/AUTODYN建立高强聚乙烯复合夹芯结构的抗柱状弹侵彻数值模型,通过计算弹体的剩余速度,从而拟合得到弹道极限数值;最后,将理论分析模型与数值模型的计算结果进行对比验证。[结果]以数值模型结果为基准,忽略弹体镦粗、考虑弹体镦粗的理论分析模型预报值的弹道极限误差均小于22%;综合考虑误差最大值、平均值和相关系数,考虑弹体墩粗的理论分析模型的弹道极限计算精度更高。[结论]该理论分析模型能够较好地计算高强聚乙烯复合夹芯结构抗柱状弹侵彻的弹道极限,可为其他纤维复合夹芯结构的抗侵彻计算提供参考。 展开更多
关键词 夹芯结构 复合结构 高强聚乙烯 抗弹性能 弹体侵彻 弹道极限
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小口径弹丸侵彻双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的弹道特性
4
作者 刘洋佐 徐诚 +2 位作者 马吴宁 任杰 张震东 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第1期139-150,共12页
通过有限元仿真的方法研究双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的抗侵彻性能,利用小口径弹丸侵彻9种双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构,获得双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的弹道特性.通过仿真得到弹丸侵彻过程中姿态变化,建立弹丸侵彻双箭头胞元的动力... 通过有限元仿真的方法研究双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的抗侵彻性能,利用小口径弹丸侵彻9种双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构,获得双箭头负泊松比蜂窝夹芯结构的弹道特性.通过仿真得到弹丸侵彻过程中姿态变化,建立弹丸侵彻双箭头胞元的动力学仿真模型.仿真模拟表明:当上下面层厚度不变,仅增大芯层双箭头夹角,蜂窝夹芯结构的弹道极限随之降低.对于相同蜂窝夹芯结构,子弹初始速度与结构动能吸收率存在非线性关系,存在某一速度区间使得蜂窝夹芯结构抗侵彻性能最佳.侵彻过程中弹丸周向存在应力分布不均现象,产生非对称作用使弹丸受力环境变化,导致弹丸姿态角改变,最终引起弹丸的侵彻弹道失稳. 展开更多
关键词 负泊松比 蜂窝夹芯结构 小口径枪弹 侵彻
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爆炸冲击波和破片群复合作用下泡沫铝/纤维夹芯结构的毁伤特性
5
作者 周楠 唐奎 +3 位作者 孙佳慧 王金相 刘大斌 方雨 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第8期116-130,共15页
在简易自制爆炸装置的近场爆炸中,防护结构常受到爆炸冲击波和破片的复合作用。为了提高结构的防护性能,设计并制备了含“泡沫铝/纤维”夹芯复合结构材料,通过开展“爆炸+侵彻”实验,研究复合结构在爆炸冲击波和高速破片复合作用下的失... 在简易自制爆炸装置的近场爆炸中,防护结构常受到爆炸冲击波和破片的复合作用。为了提高结构的防护性能,设计并制备了含“泡沫铝/纤维”夹芯复合结构材料,通过开展“爆炸+侵彻”实验,研究复合结构在爆炸冲击波和高速破片复合作用下的失效模式,重点讨论爆炸冲击波和破片两种载荷时序性对毁伤特性的影响,并分析不同材料的吸能机理。研究结果表明:爆距的变化直接影响爆炸冲击波和破片作用的时序性,在本文讨论的工况中,当爆距大于600 mm时,破片先于冲击波作用;在冲击波和破片的复合作用下,铝面板除了破片的贯穿破坏外,还伴有局部凹陷变形,泡沫铝自身胞孔结构在冲击载荷作用下发生压溃变形和胞壁屈服碎裂,弹孔处纤维则在破片的侵彻下发生拉伸变形和断裂,并伴有高温失效;铝背板主要以瓣裂撕裂破坏为主;在两种时序性作用下,弹孔的存在削弱了冲击波对铝面板的作用,后序夹芯结构材料和铝背板的变形破坏程度较前序材料更为严重。本研究的开展对轻质复合结构材料在有限空间近爆防护领域中的应用和功能设计提供了技术依据。 展开更多
关键词 夹芯结构 泡沫铝 UHMWPE纤维 时序性 毁伤特性
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三周期极小曲面夹芯结构振动与传声特性研究
6
作者 吴耀中 齐旭 +3 位作者 王鹏 王华伟 胡溧 李维嘉 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第3期28-34,85,共8页
三周期极小曲面(Triply Periodic Minimal Surface,TPMS)夹芯结构因其轻质、刚度大、强度高等优点,有望广泛应用于船舶、车辆及航空航天等交通领域,此外,为提升交通工具的乘坐舒适性还需其具有良好的减振及隔声性能。基于此,应用Reissne... 三周期极小曲面(Triply Periodic Minimal Surface,TPMS)夹芯结构因其轻质、刚度大、强度高等优点,有望广泛应用于船舶、车辆及航空航天等交通领域,此外,为提升交通工具的乘坐舒适性还需其具有良好的减振及隔声性能。基于此,应用Reissner理论建立TPMS夹芯结构的声振理论模型,并结合流固耦合条件求解声振耦合系统方程;利用有限元方法进行数值模拟,对理论预测结果进行验证;基于理论模型,系统分析相对密度、胞元尺寸及声波入射角度对TPMS夹芯结构振动和传声特性的影响。研究结果表明,在20 Hz~5 kHz频段,夹芯结构隔声量可达85 dB,全频段隔声量可达50 dB以上;结构参数主要影响结构隔声波谷的位置,声波入射角度则影响结构的整体隔声性能,有关结论和分析方法对其工程应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 声学 TPMS夹芯结构 振动 固有频率 隔声量
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周期波纹夹芯结构动力学解析建模及振动特性分析
7
作者 李直兵 靳国永 +2 位作者 叶天贵 杨铁军 陈玉坤 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期19-28,共10页
本文基于动刚度方法建立了一种周期波纹夹芯结构的动力学解析模型。该模型将耦合结构解耦为若干开口圆柱壳和矩形板,并基于Kirchhoff薄板理论和Flügge薄壳理论推导了对边简支条件下子结构的动刚度矩阵。根据耦合边界处的位移连续... 本文基于动刚度方法建立了一种周期波纹夹芯结构的动力学解析模型。该模型将耦合结构解耦为若干开口圆柱壳和矩形板,并基于Kirchhoff薄板理论和Flügge薄壳理论推导了对边简支条件下子结构的动刚度矩阵。根据耦合边界处的位移连续性条件和力平衡条件,得到了子结构的坐标转换矩阵,并采用类似于有限元的思想组装了周期结构的全局动刚度矩阵。基于组装的全局动刚度矩阵,计算了三种类型周期波纹夹芯结构的振动特性,并将计算结果与有限元软件ANSYS仿真数据进行对比。研究结果表明,本文建立的解析模型能够在较少的自由度下获得准确的计算结果。此外,还探究了不同夹芯类型和几何参数对周期波纹夹芯结构振动特性的影响。 展开更多
关键词 波纹夹芯结构 振动特性 动刚度方法 解析模型
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基于卷积神经网络电阻抗成像的蜂窝夹芯结构损伤识别
8
作者 李雪峰 周登 严刚 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期542-549,566,共9页
本研究针对蜂窝夹芯结构在使用和维护过程中容易受到外物冲击的问题,提出了一种基于导电感应层和卷积神经网络的冲击损伤识别方法。首先利用丝网印刷技术,将石墨烯导电碳油墨印刷在蜂窝夹芯结构表面,形成导电感应层,使结构具备实时感应... 本研究针对蜂窝夹芯结构在使用和维护过程中容易受到外物冲击的问题,提出了一种基于导电感应层和卷积神经网络的冲击损伤识别方法。首先利用丝网印刷技术,将石墨烯导电碳油墨印刷在蜂窝夹芯结构表面,形成导电感应层,使结构具备实时感应功能。然后通过建立不同损伤情况的导电感应层有限元模型,并进行电学仿真,生成了包含电导率变化和边界电压变化的数据集。基于此数据集,训练了卷积神经网络,并通过测试集验证了模型的准确性和可靠性。为验证方法的有效性,进行了冲击损伤实验,并在实验前后分别测量感应层的边界电压数据。通过训练好的卷积神经网络对电导率变化分布进行重建,实现了对蜂窝夹芯结构损伤的精准识别。实验结果表明,本研究所提出的基于卷积神经网络的电阻抗成像方法,在损伤位置和大小的识别精度上明显优于传统算法,并且识别时间非常短,可以实现对蜂窝夹芯结构的在线损伤识别。 展开更多
关键词 蜂窝夹芯结构 冲击损伤识别 导电感应层 电阻抗成像 卷积神经网络
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点阵夹芯结构的激光超声有限元分析
9
作者 薛志博 张金平 +1 位作者 许茂雨 战宇 《激光杂志》 北大核心 2025年第8期45-53,共9页
为了明确点阵结构中激光诱导多模态超声波的特征及其传播规律,采用有限元方法建立了激光激发点阵夹芯结构中超声波的多场耦合力学模型。将脉冲激光等效为高斯热源,将点阵结构模型合理简化,并进行了模型正确性的实验验证。讨论了点阵结... 为了明确点阵结构中激光诱导多模态超声波的特征及其传播规律,采用有限元方法建立了激光激发点阵夹芯结构中超声波的多场耦合力学模型。将脉冲激光等效为高斯热源,将点阵结构模型合理简化,并进行了模型正确性的实验验证。讨论了点阵结构的夹芯板和支撑杆上超声波的传播规律,以及典型缺陷对超声波传播的影响。结果表明,上夹芯板上激光诱导的超声波具有多模态性,由于夹芯板较薄,产生了能量较大的反射回波。支撑杆与上夹芯板连接处,超声波发生明显的反射,仅有一小部分传播到杆上,在支撑杆表面传播形态为纵波。缺陷会明显产生反射波,在支撑杆缺陷的上方布置探针,可以有效检测到缺陷。 展开更多
关键词 激光超声 点阵夹芯结构 有限元 缺陷检测
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复合材料蜂窝夹芯结构的逐层多尺度分析方法
10
作者 王振名 吴品鑫 +3 位作者 万傲霜 李顶河 肖鹏 朱强 《机械强度》 北大核心 2025年第6期82-90,共9页
基于Reddy逐层理论(Reddy’s Layerwise Theory,RLWT)和O(1)均匀化方法,建立了复合材料蜂窝夹芯结构的三尺度逐层多尺度分析方法(Layerwise Multiscale Analysis Method,LMAM),利用RLWT对复合材料层合板的宏观模型进行离散,采用三维有... 基于Reddy逐层理论(Reddy’s Layerwise Theory,RLWT)和O(1)均匀化方法,建立了复合材料蜂窝夹芯结构的三尺度逐层多尺度分析方法(Layerwise Multiscale Analysis Method,LMAM),利用RLWT对复合材料层合板的宏观模型进行离散,采用三维有限元建立由纤维和基体组成的微观单胞模型。数值算例中,对含夹杂立方块体进行数值模拟,并与直接数值模拟(Direct Numerical Simulation,DNS)方法的模拟结果进行了对比,验证了LMAM方法的有效性。LMAM也被用于计算和分析复合材料蜂窝夹芯结构的宏观、介观和微观应力分布。 展开更多
关键词 逐层方法 多尺度分析 均匀化方法 蜂窝夹芯结构
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圆形夹芯结构空心梁弯曲与自由振动分析
11
作者 吴晓 肖珍 明勇 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1839-1850,共12页
为解决圆形夹芯结构空心梁弯曲挠度及自振基频的求解问题。基于高阶剪切变形理论,根据圆形夹芯结构空心梁几何方程、静力平衡方程以及边界条件推导了梁挠曲线通用方程,得出了均布载荷作用下两端简支、一端简支一端固支、两端固支、悬臂... 为解决圆形夹芯结构空心梁弯曲挠度及自振基频的求解问题。基于高阶剪切变形理论,根据圆形夹芯结构空心梁几何方程、静力平衡方程以及边界条件推导了梁挠曲线通用方程,得出了均布载荷作用下两端简支、一端简支一端固支、两端固支、悬臂这4种约束条件下的挠曲线方程。利用Galerkin原理,推导了这4种约束条件下的圆形夹芯结构空心梁自振基频表达式。运用相关算例讨论了高阶剪切变形理论求解圆形夹芯结构空心梁挠度和自振基频的计算精度,并分析了剪切变形和转动惯量的影响。研究结果表明:高阶剪切变形理论计算结果与有限元法计算结果基本一致,说明本方法在求解圆形夹芯结构空心梁弯曲和自由振动时具有较高的计算精度;随着跨径比的减小,剪切变形对圆形夹芯结构空心梁挠度和自振基频的影响均呈增大的趋势;在不同约束条件下,其影响效应也不一致。相对于剪切变形的影响,转动惯量对圆形夹芯结构空心梁自振基频的影响可忽略不计,但当跨径比小于或等于5时,应考虑转动惯量的影响。研究结果为求解夹芯空心梁挠度和自振基频问题提供了一种更为简便的方法,便于程式化和推广应用。 展开更多
关键词 圆形夹芯结构空心梁 弯曲挠度 自振基频 高阶剪切 剪切效应 转动惯量
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芯材加工构型对风电叶片夹芯结构面/芯断裂性能的影响
12
作者 秦志文 李政国 +3 位作者 宋笑非 刘鑫 张睿 孙九霄 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期679-686,共8页
复合材料面板/芯材分层是大型风电叶片夹芯结构的突出失效模式。为提高夹芯结构面/芯断裂强度,设计Plain、DGP以及GPC共种芯材加工构型,通过芯材槽孔结构设计调控夹芯结构面板/芯材的断裂性能。采用Ⅰ型裂纹夹层板断裂实验方法研究复合... 复合材料面板/芯材分层是大型风电叶片夹芯结构的突出失效模式。为提高夹芯结构面/芯断裂强度,设计Plain、DGP以及GPC共种芯材加工构型,通过芯材槽孔结构设计调控夹芯结构面板/芯材的断裂性能。采用Ⅰ型裂纹夹层板断裂实验方法研究复合材料夹芯结构面/芯断裂强度和破坏行为。实验结果表明,GPC(SG)加工结构可大幅提高夹芯结构试样的面板/芯材断裂承载能力,其次是DGP和GPC(DG)加工结构,对于Plain芯材夹芯结构,面/芯断裂发生在芯材内部,裂纹扩展稳定,断裂强度与芯材密度相关,对于DGP、GPC(SG)以及GPC(DG)芯材夹芯结构,当面/芯断裂发展到树脂槽和柱位置时,裂纹发展受到阻碍,随着载荷的增加,裂纹绕过树脂浅槽,树脂柱脆性断裂,泡沫芯材中的树脂柱和槽提高了夹芯结构面/芯断裂的应变能释放率。 展开更多
关键词 风电叶片 夹芯结构 能量释放率 裂纹扩展 芯材加工构型 面/芯断裂
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挖补修理蜂窝夹芯结构侧压强度的可靠性及灵敏度分析 被引量：2
13
作者 王轩 王威 +2 位作者 余芬 邹润文 王魁奎 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期5-12,共8页
以挖补修理复合材料蜂窝夹芯结构为研究对象,考虑胶层性能的不确定性,通过ABAQUS-MATLAB-Python联合仿真,建立挖补修理蜂窝夹芯结构侧向压缩渐进损伤分析模型,得到随机变量与其所对应的输出响应。基于蒙特卡罗法进行可靠性分析,采用基... 以挖补修理复合材料蜂窝夹芯结构为研究对象,考虑胶层性能的不确定性,通过ABAQUS-MATLAB-Python联合仿真,建立挖补修理蜂窝夹芯结构侧向压缩渐进损伤分析模型,得到随机变量与其所对应的输出响应。基于蒙特卡罗法进行可靠性分析,采用基于方差和失效概率的全局灵敏度分析方法进行参数灵敏度分析。结果表明:外载荷在不同数值区间下结构失效概率具有较大差异,在接近极限破坏载荷时失效概率显著增加;胶层厚度方向的弹性模量和面内两个相互垂直方向上的剪切模量对挖补修理蜂窝夹芯结构侧压强度方差和失效概率的影响较大。 展开更多
关键词 复合材料 蜂窝夹芯结构 挖补修理 全局灵敏度 可靠性
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纤维金属板蜂窝夹芯结构鸟体高速冲击损伤分析
14
作者 方自力 王道坤 +2 位作者 毛春见 杨志贤 张超 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期134-143,共10页
纤维金属板蜂窝夹芯结构作为一种轻质航空结构,研究其抗鸟体高速冲击性能具有重要的现实意义。本文提出一种基于连续介质损伤力学的有限元模型,研究鸟体高速冲击下纤维金属板蜂窝夹芯结构的力学行为及损伤机理。采用光滑粒子流体动力学(... 纤维金属板蜂窝夹芯结构作为一种轻质航空结构,研究其抗鸟体高速冲击性能具有重要的现实意义。本文提出一种基于连续介质损伤力学的有限元模型,研究鸟体高速冲击下纤维金属板蜂窝夹芯结构的力学行为及损伤机理。采用光滑粒子流体动力学(Smooth particle hydrodynamics, SPH)法对鸟体类流体力学行为进行建模;采用Johnson-Cook模型模拟金属层冲击力学响应;采用三维Hashin准则,考虑应变率效应,模拟复合材料层板面内损伤演化;采用界面单元模拟层间分层现象。编写用户材料VUMAT子程序,实现基于ABAQUS/Explicit软件平台的数值求解。探讨鸟体速度、蜂窝高度和面板厚度对纤维金属板蜂窝夹芯结构鸟体冲击性能的影响,分析预应力条件下纤维金属板蜂窝夹芯结构鸟体高速冲击损伤特性,为夹芯结构鸟体冲击问题数值分析提供一定的参考。 展开更多
关键词 纤维金属板夹芯结构 鸟体冲击 损伤 分层 有限元建模
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四韧带手性夹芯结构的振动带隙特性研究
15
作者 张锦光 陈睿 +2 位作者 窦玉宽 鲁季坤 文湘隆 《复合材料科学与工程》 北大核心 2024年第12期54-61,共8页
本文为了衰减弹性波,提出了一种以四韧带手性结构为夹芯,碳纤维复合材料为面板的新型夹芯结构。首先,基于Bloch定理和COMSOL有限元软件,求解了四韧带手性结构的振动带隙;其次,分析了原胞节点填充材料以及几何参数对手性结构振动带隙的影... 本文为了衰减弹性波,提出了一种以四韧带手性结构为夹芯,碳纤维复合材料为面板的新型夹芯结构。首先,基于Bloch定理和COMSOL有限元软件,求解了四韧带手性结构的振动带隙;其次,分析了原胞节点填充材料以及几何参数对手性结构振动带隙的影响;再次,在频域上研究了四韧带手性夹芯结构内波的传输特性;最后,进行了四韧带手性夹芯结构振动传递衰减特性试验。研究表明:手性结构节点填充材料可以产生低频带隙;几何参数对带隙有很大的影响,通过调整几何参数可以使带隙处于低频区域;当振动频率处在带隙范围内时,手性结构具有良好的衰减特性。这些研究结果将对四韧带手性夹芯结构在工程中的应用起指导作用。 展开更多
关键词 四韧带手性结构 碳纤维复合材料 夹芯结构 振动带隙 几何参数
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铝面板泡沫夹芯结构材料脱粘缺陷的超声脉冲多次反射法检测 被引量：1
16
作者 肖轲迪 吴君豪 +2 位作者 罗明 支凡 张颖 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期77-82,共6页
针对铝面板泡沫夹芯结构材料脱粘缺陷的检测问题,开展了超声脉冲多次反射法检测技术研究。分析了超声脉冲多次反射法的检测原理,制作了人工模拟缺陷试样,进行了自动检测C扫描成像,通过灰度点数量统计方法分析和优化了缺陷识别的结果。... 针对铝面板泡沫夹芯结构材料脱粘缺陷的检测问题,开展了超声脉冲多次反射法检测技术研究。分析了超声脉冲多次反射法的检测原理,制作了人工模拟缺陷试样,进行了自动检测C扫描成像,通过灰度点数量统计方法分析和优化了缺陷识别的结果。研究结果表明,超声脉冲多次反射法能有效检出铝面板泡沫夹芯结构材料中的脱粘缺陷,为材料研制和质量评估提供依据。 展开更多
关键词 超声脉冲多次反射法 铝面板泡沫夹芯结构材料 脱粘缺陷 C扫描成像
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连接方式对蜂窝夹芯结构抗爆性能的影响规律研究 被引量：1
17
作者 李小帅 黄静泊 +3 位作者 谢晶 李建飞 许泽建 陈鹏万 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第19期29-40,共12页
目的旨在探究近场空爆载荷作用下蜂窝夹芯结构面板与芯层的连接方式对抗爆性能的影响。方法分别设计了由激光选区熔化技术打印制备的316L不锈钢一体式蜂窝夹芯结构和分离式蜂窝夹芯结构2种构型,并进行了50 mm爆距的爆炸冲击实验。后又... 目的旨在探究近场空爆载荷作用下蜂窝夹芯结构面板与芯层的连接方式对抗爆性能的影响。方法分别设计了由激光选区熔化技术打印制备的316L不锈钢一体式蜂窝夹芯结构和分离式蜂窝夹芯结构2种构型,并进行了50 mm爆距的爆炸冲击实验。后又结合数值模拟方法对比分析了一体式、分离式、胶接式和焊接式4种连接方式在爆炸载荷作用下的动态响应过程,并分别从各层结构变形失效、背板最大残余挠度及吸能等角度联合揭示了抗爆性能差异及其影响规律。结果一体式蜂窝夹芯结构背板最大残余挠度为17.5mm,相比分离式、胶接式和焊接式,分别减少了47.3%、43.0%、28.3%。爆炸冲击结束后,一体式蜂窝夹芯结构的总塑性应变能和背板应变能占比分别为866.9J、13.3%,与焊接式蜂窝夹芯结构的相近,但其总塑性应变能较分离式、胶接式分别低4.1%、16.6%,而背板应变能占比则较二者分别低13.8%、14.3%。结论通过实验与仿真研究,证明了连接强度对蜂窝夹芯结构抗爆性能具有显著的影响,其中一体式结构抗爆性能表现最佳,且连接强度越高,其运动速度越小,响应时间也越短,对其提升防护结构的减震效果具有重要作用。 展开更多
关键词 316L不锈钢 蜂窝夹芯结构 连接方式 近场空爆 抗爆性能
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复合材料蜂窝夹芯结构低速冲击后压缩强度的可靠性与灵敏度分析 被引量：1
18
作者 李洪年 石强斌 +2 位作者 王轩 邹润文 张峰 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期5-12,共8页
建立了一种复合材料蜂窝夹芯结构低速冲击后压缩强度的可靠性与灵敏度分析方法。利用ABAQUS有限元分析软件和VUMAT子程序建立了蜂窝夹芯结构冲击后压缩渐进损伤失效分析模型,并通过试验验证模型的有效性;在此基础上,利用Python语言对模... 建立了一种复合材料蜂窝夹芯结构低速冲击后压缩强度的可靠性与灵敏度分析方法。利用ABAQUS有限元分析软件和VUMAT子程序建立了蜂窝夹芯结构冲击后压缩渐进损伤失效分析模型,并通过试验验证模型的有效性;在此基础上,利用Python语言对模型中材料力学性能和面板厚度、蜂窝芯子厚度进行参数化;采用径向基神经网络代理模型替代渐进损伤失效分析模型;基于蒙特卡洛法进行冲击后压缩强度的可靠性分析;分别采用基于方差和基于失效概率的方法进行参数的灵敏度分析,并研究参数的变异系数对结构可靠性的影响。结果表明:在外载荷低于10000 N,结构失效概率小于0.00017的情况下,当外载荷达到12700 N时,结构失效概率达到0.9;面板的力学性能、面板厚度、蜂窝芯厚度对冲击后压缩强度的影响较大;冲击后压缩强度的变异系数随着参数变异系数的增大而增大。 展开更多
关键词 蜂窝夹芯结构 冲击后压缩 神经网络 可靠性 灵敏度 复合材料
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蜂窝夹芯结构用连接接头抗冲击性能研究 被引量：2
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作者 张智扬 赵振宇 +1 位作者 任建伟 高辉遥 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第8期1024-1036,共13页
夹层结构在工程领域的应用广泛,但其连接装配问题却日益突出,尤其是面临强动载荷下的作战装备,如何设计连接接头以提升结构的可靠性及维修性,是目前研究的热点.针对蜂窝夹芯防护结构在典型作战环境中的连接装配问题,设计了一种由方管锁... 夹层结构在工程领域的应用广泛,但其连接装配问题却日益突出,尤其是面临强动载荷下的作战装备,如何设计连接接头以提升结构的可靠性及维修性,是目前研究的热点.针对蜂窝夹芯防护结构在典型作战环境中的连接装配问题,设计了一种由方管锁定的快速组装连接接头,并通过泡沫子弹冲击实验以获得连接结构在不同冲量下的动态响应,随后采用有限元方法对冲击试验进行了模拟,仿真结果与实验结果吻合度较好.在此基础上,利用该有限元模型进一步探讨了方管壁厚、连接单元宽度等几何参数对该结构在泡沫子弹冲击载荷作用下的峰值挠度的影响.结果表明,较薄方管壁厚(t_(t)/t_(f)≤0.375)使得连接结构容易陷入方管压溃的失效模式导致其峰值挠度显著增大,而较小的连接单元宽度(2a/W≤0.267)将导致面板抗拉强度下降,进而削弱连接结构抗冲击性能.此外,随着连接单元宽度的不断增加,连接结构的峰值挠度呈现先减小后增大的趋势,这是由于连接单元的有效横截面积与机械互锁接触面积之间存在竞争机制.当前研究表明,这种快速组装连接接头能有效抵御动态冲击载荷,具有抗冲击吸能、便于维护更换的特点,有望应用于各型主战装备防护结构的连接,为夹层连接结构的抗冲击设计提供参考. 展开更多
关键词 蜂窝夹芯结构 连接接头 快速组装 抗冲击 动态力学行为
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3D打印点阵夹芯结构冲击损伤的近场动力学模拟 被引量：1
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作者 陈洋 王肇喜 +3 位作者 翟师慧 盛鹏 王者蓝 朱明亮 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期144-158,共15页
为了有效模拟3D打印点阵材料夹芯结构在弹丸冲击下的损伤破坏行为,在近场动力学微极模型中引入塑性键,构建了适用于点阵材料夹芯结构的模型和建模方法,在验证模型准确性的基础上,模拟分析了低速和高速弹丸冲击下点阵材料夹芯结构的损伤... 为了有效模拟3D打印点阵材料夹芯结构在弹丸冲击下的损伤破坏行为,在近场动力学微极模型中引入塑性键,构建了适用于点阵材料夹芯结构的模型和建模方法,在验证模型准确性的基础上,模拟分析了低速和高速弹丸冲击下点阵材料夹芯结构的损伤模式与破坏机理。结果表明:低速冲击下3D打印点阵夹芯结构的破坏模式以局部塑性变形为主;高速冲击下,破坏模式表现为溃裂、孔洞贯穿和碎片喷射,并伴随着大范围的塑性变形。低速冲击下塑性变形范围随冲击速度升高而增大,而高速冲击下则相反。高速冲击下,点阵夹芯结构的贯穿过程分为面板接触、局部屈服、芯材压溃、穿透4个阶段,弹丸经历了急-缓-急3段减速过程,并对应2个加速度高峰,第2个加速度峰值低于第1个加速度峰值的50%;低速冲击过程中,弹丸仅有1次减速过程,加速度峰值随冲击速度的升高而增大,最终弹丸反弹。 展开更多
关键词 点阵材料 夹芯结构 近场动力学 弹丸冲击 损伤破坏
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