新型仿生蜂窝结构的设计与耐撞性能分析

作     者：于鹏山 刘志芳 李世强 YU Pengshan;LIU Zhifang;LI Shiqiang

作者机构：太原理工大学机械与运载工程学院应用力学研究所山西太原030024 

基　　金：国家自然科学基金(11772216 12072219) 

出 版 物：《高压物理学报》 (Chinese Journal of High Pressure Physics)

年 卷 期：2022年第36卷第1期

页      码：147-158页

摘      要：受自然界毛竹微观结构的启发,在传统圆管与六边形管的基础上引入内管及双菱形肋骨,通过拓扑衍生方法设计了两种新型仿生蜂窝结构。在此基础上利用有限元软件ABAQUS对新型仿生蜂窝的耐撞性进行数值模拟,研究了蜂窝单胞构型、蜂窝壁厚、双菱形肋骨夹角对仿生蜂窝耐撞性能的影响。此外,基于超折叠单元理论,建立了仿生蜂窝结构的理论分析模型。结果表明:仿生蜂窝的面外压缩耐撞性能优于传统圆形蜂窝和传统六边形蜂窝。新型仿生六边形蜂窝的比吸能相比传统六边形蜂窝提高51.18%,压缩力效率提高53.14%。仿生蜂窝结构的平均压缩力理论预测结果与数值模拟结果吻合,两者间的误差均在10%以内。单胞构型为六边形的仿生蜂窝的耐撞性能优于圆形仿生蜂窝。适当增加仿生蜂窝壁厚或增大双菱形肋骨夹角,均有利于提高结构的耐撞性能。

主 题 词：仿生蜂窝 双菱形肋骨 超折叠单元 比吸能 

学科分类：08[工学] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11858/gywlxb.20210817

馆 藏 号：203107177...