王中钢
,
姚松
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.3.016
基于显式非线性有限元数值仿真分析方法,建立不同构型等壁厚加筋正六角铝蜂窝的全尺度精细离散模型,对比不同形式加筋蜂窝低速10m/s异面加载时力学特性的变化,评估出双筋加筋形式强于单筋形式,双厚强于单厚的加筋构型.研究加筋板厚度与蜂窝胞元壁厚间的匹配效应,通过改变筋板厚度,分析加筋板厚对蜂窝整体屈曲模式的影响,并采用等效表观密度特征因子评价加筋蜂窝的屈曲模式改变对整体力学特性影响的贡献度,发现筋胞匹配间存在明显的“分离点”,当所加筋板小于一定厚度时,加筋蜂窝的平台区平齐、完整,但随厚度增加,其响应特性突变,平台区波动剧增,超出此厚度比例构造的加筋型蜂窝其功用将受到影响；1.5倍胞壁厚加筋的蜂窝力学性能稳定,平台强度提升显著,是最优的筋厚选择方案.
关键词:
铝蜂窝
,
加筋
,
力学特性
,
匹配效应
王中钢
,
鲁寨军
,
夏茜
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.05.016
利用动态几何信息再更新策略,重置预压后胞元的单元信息及边界条件,实现了铝蜂窝预压缩数值模拟.对比准静态实验,分析了预压缩前后蜂窝力学特性的变化.采用数值模拟手段研究了预压缩对峰值力特性在冲击速率与预压深度两方面的敏感性,结果表明:准静态加载时,蜂窝直接进入稳定压缩段,初始峰值力不复存在；动态低速加载时,若预压量低于某定值,蜂窝先进入稳定压缩段,继而出现二次峰值,达到甚至超过该值后,预压后峰值特性趋于稳定,峰值均出现在加载初始时刻,理想的周期性褶皱对应周期性峰值力的现象并不存在；对出现二次峰值的预压蜂窝,二次峰值随冲击速率的提高增加不明显,在速率达到20m/s后,反而在加载初始时刻出现新的初始峰值力,该力值甚至大于二次峰值；总体而言,二次峰值与预压后初始峰值均小于未预压处理的蜂窝初始峰值,峰值特性得到明显改观.系列结果对蜂窝吸能材料选择与设计提供重要参考.
关键词:
铝蜂窝
,
预压缩
,
初始峰值力
,
敏感性
