南昌航空大学学报(自然科学版)2024,Vol.38Issue(2) :76-88.DOI:10.3969/j.issn.2096-8566.2024.02.010

弧形负泊松比蜂窝结构抗冲击性能的有限元分析

Finite Element Study on the Impact Resistance of Arc-star-shaped Honeycomb with Negative Poisson's Ratio

黄绮雯 张慧华 韩尚宇 纪晓磊
南昌航空大学学报(自然科学版)2024,Vol.38Issue(2) :76-88.DOI:10.3969/j.issn.2096-8566.2024.02.010

弧形负泊松比蜂窝结构抗冲击性能的有限元分析

Finite Element Study on the Impact Resistance of Arc-star-shaped Honeycomb with Negative Poisson's Ratio

黄绮雯 1张慧华 1韩尚宇 1纪晓磊1
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作者信息

  • 1. 南昌航空大学土木建筑学院,南昌 330063
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摘要

拉胀蜂窝因其轻质、抗冲击和吸能强等特点,引起了学者们的广泛关注.采用有限元法探讨一类弧形蜂窝结构(arc-star-shaped honeycomb,ASSH)的整体面内冲击动力学行为,比较冲击速度对ASSH和传统星型蜂窝结构(SSH)的变形模式、动态响应和能量吸收能力的影响.结果表明,同等情况下,ASSH比SSH具有更好的抗冲击性能.此外,还研究了胞元壁厚和弧角等参数对ASSH吸能的影响,相关结果有望为负泊松比材料和结构的设计提供一定的参考.

Abstract

Auxetic honeycombs have drawn broad attention due to their lightweight properties,distinguished impact resistance,and energy absorption capacity.With the finite element method,the overall in-plane dynamic performance of an arc-star-shaped honeycomb(ASSH)is investigated,and the effects of impact velocity on the deformation modes,dynamic response,and energy absorption of ASSH and traditional star-shaped honeycomb(SSH)are compared.This study shows that the ASSH demonstrates superior impact resistance than the SSH under given conditions.Besides,the effects of wall thickness and arc angles on energy absorption of ASSH are explored.The findings herein offers valuable insights for the design of materials and structures with negative Poisson's ratio.

关键词

负泊松比/弧形蜂窝结构/能量吸收/冲击/有限元

Key words

negative Poisson's ratio/arc-star-shaped honeycomb/energy absorption capacity/crushing impact/finite element method

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基金项目

国家自然科学基金(12062015)

江西省自然科学基金(20212BAB211016)

南昌航空大学研究生创新专项资金项目(YC2022-138)

出版年

2024
南昌航空大学学报(自然科学版)
南昌航空大学

南昌航空大学学报(自然科学版)

影响因子:0.287
ISSN:1001-4926
参考文献量40
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