空间交叉内凹蜂窝结构力学特性研究
王帅1
陈卓2
李佳璐2
王鑫2
1.重庆工程职业技术学院 智能制造与交通学院,重庆 402260;重庆交通大学 航空学院,重庆 4000742.重庆交通大学 土木工程学院,重庆 400074
摘要：内凹六边形作为典型的负泊松比结构,使其成为能量吸收装置常用结构.首先,将内凹六边形和蜂窝结构,通过空间交叉设计得到五种结构.借助有限元仿真与试验探讨了五种结构的变形机制和结构力学特性.然后,利用矢量分析法给出了结构反力的瞬态等效计算方法,推导了反力、碰撞速度和加速度的计算式.结合结构压缩试验,对比了理论得到的反力结果,试验与理论结果基本一致.最后,将分析得到的最优结构填充到吸能盒内部并进行碰撞仿真分析.研究发现,具有负泊松比结构的内凹型蜂窝结构(Concave Honeycomb Structure,CHS)胞元力学性能明显优于传统型蜂窝结构(Traditional Honeycomb Structure,THS).第二类结构中C⁃C结构既能够增大结构变形,又能降低所产生的应力,使得应力分布更加均匀.吸能盒碰撞仿真结果表明,C⁃C结构吸能盒能够大幅度削减速度和加速度的峰值,加速度数值远远小于车辆碰撞规范规定的40g.同时,与传统吸能盒结构相比,新设计的夹层结构吸能盒吸收能量提高3倍以上.
关键词：内凹六边形负泊松比蜂窝结构能量吸收吸能盒
分类号：TG146.2(金属学与热处理)
论文发表日期：2024-12-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 1419-1432 )
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