梯度多胞材料耐撞性设计的简化模型和渐近解

作     者：常白雪 郑志军 赵凯 虞吉林 CHANG BaiXue;ZHENG ZhiJun;ZHAO Kai;YU JiLin

作者机构：中国科学技术大学近代力学系中国科学院材料力学行为和设计重点实验室合肥230027 西安交通大学航天学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 

基　　金：国家自然科学基金(编号:11772330)、中央高校基本科研业务费专项资金(编号:WK2480000003)和西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室开放基金(编号:SV2017-KF-13)资助项目 

出 版 物：《中国科学：物理学、力学、天文学》 (Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica)

年 卷 期：2018年第48卷第9期

页      码：227-235页

摘      要：多胞材料具有很强的吸能特性,并被广泛应用于结构耐撞性设计领域,其力学响应与密度分布息息相关.因此可以通过对多胞材料密度分布的设计达到对材料的宏观力学响应的有效控制,以满足实际应用中的耐撞性要求.基于非线性塑性冲击波模型可以实现对密度梯度的反向设计,但其求解较为困难.本文利用级数法获得了耐撞性反向设计理论的渐近解,针对常冲击力的耐撞性要求给出了一个具有足够精度的近似解.利用二维随机Voronoi技术构建了细观有限元模型,并运用有限元软件ABAQUS/Explicit进行了数值验证,结果表明密度分布的反向设计理论的渐近解对于指导梯度多胞材料的耐撞性设计是有效的,且二阶渐近解已提供足够的设计精度.基于冲击波模型的反向设计方法为主动设计梯度多胞材料提供了重要依据.

主 题 词：梯度多胞材料 耐撞性 反向设计方法 冲击波模型 渐近解 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SSPMA2018-00162

馆 藏 号：203340828...