负泊松比可变弧角内凹蜂窝结构的力学性能研究

发布时间：2022-11-01 20:35

　　本文在已有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。提出的内凹蜂窝结构解答可退化为已有的环形蜂窝结构结果。所得解析解与已有理论解以及有限元结果吻合较好,说明了本文方法的有效性。基于解析解答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规律,研究结果对负泊松比蜂窝结构的设计和力学性能研究具有重要的理论指导意义。对可变弧角曲边内凹蜂窝结构进行面内动力学分析,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,进行数值模拟。分析可变弧角曲边内凹蜂窝结构冲击过程的变形模式,导出冲击端的名义应力应变曲线。根据名义应力应变曲线的数据,计算可变弧角曲边内凹蜂窝结构的体能量吸收率和平台应力,讨论了微结构几何参数和冲击速度对体能量吸收率和平台应力的影响规律。研究不同方向冲击可变弧角曲边内凹蜂窝结构时,产生的冲击结果。对比不同方向冲击过程的变形失效模式、名义应力应变曲线、体能量吸收率和平台应力。分析冲击方向不同所带来的影响和不同冲击结果的产生原因,探讨不同冲击速度与冲击方向... 

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 负泊松比结构研究进展
        1.2.1 力学理论推导
        1.2.2 冲击模拟仿真
    1.3 负泊松比材料应用前景
    1.4 课题主要研究内容及方法
第2章 负泊松比蜂窝结构的静力学性能研究
    2.1 引言
    2.2 结构建模
    2.3 变形分析
        2.3.1 Y轴方向受载
        2.3.2 X轴方向受载
        2.3.3 等效弹性模量与等效泊松比
    2.4 结果分析与讨论
        2.4.1 本文解析解与已有理论解及有限元结果比较
        2.4.2 弧角θ对等效弹性模量和泊松比的影响
        2.4.3 结构各参数对泊松比的影响
    2.5 本章小结
第3章 纵向面内冲击动力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 计算模型
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 模型可靠性分析
    3.3 曲边内凹蜂窝的动态压溃行为
        3.3.1 变形模式
        3.3.2 动力响应曲线
    3.4 能量吸收特性和平台应力
        3.4.1 体能量吸收率
        3.4.2 平台应力
    3.5 本章小结
第4章 横向面内冲击动力学性能研究
    4.1 引言
    4.2 有限元模型
    4.3 曲边内凹蜂窝的动态压溃行为
        4.3.1 变形模式
        4.3.2 动力响应曲线
    4.4 能量吸收特性与平台应力
        4.4.1 体能量吸收率
        4.4.2 平台应力
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]负泊松比蜂窝面内动态压缩行为与吸能特性研究[J]. 崔世堂,王波,张科.  应用力学学报. 2017(05)
[2]基于三维多胞结构的汽车吸能盒优化设计[J]. 杨星,于野,张伟,侯文彬.  大连理工大学学报. 2017(04)
[3]一种负泊松比正弦曲线蜂窝结构的面内冲击动力学分析[J]. 邓小林,刘旺玉.  振动与冲击. 2017(13)
[4]梯度负泊松比蜂窝材料的冲击动力学性能分析[J]. 尹冠生,姚兆楠.  动力学与控制学报. 2017(01)
[5]负泊松比蜂窝动态压溃行为的有限元模拟[J]. 卢子兴,李康.  机械强度. 2016(06)
[6]负泊松比蜂窝抗冲击性能分析[J]. 侯秀慧,尹冠生.  机械强度. 2016(05)
[7]基于环形蜂窝芯结构的负泊松比机械超材料[J]. 蒋伟,马华,王军,王甲富,冯明德,屈绍波.  科学通报. 2016(13)
[8]分层梯变负泊松比蜂窝结构的面内冲击动力学分析[J]. 邓小林.  机械设计与制造. 2016(04)
[9]负泊松比岩体颗粒流模型及模拟分析[J]. 金爱兵,王凯,杨振伟,孟新秋.  中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[10]舰艇新型宏观负泊松比效应蜂窝舷侧防护结构[J]. 杨德庆,马涛,张梗林.  爆炸与冲击. 2015(02)

硕士论文
[1]负泊松比蜂窝夹芯结构性能表征及优化设计[D]. 史齐.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3700058