六邊形蜂窩夾芯板是一種高強(qiáng)度、低密度、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu),并且它已經(jīng)被證明具有極佳的抗沖擊以及吸能特性,所以在很多領(lǐng)域都有廣泛的用途。但是目前大量的研究主要集中在單層鋁蜂窩夾芯板以及多層復(fù)合材料夾芯板,對多層多梯度鋁蜂窩夾芯板的研究相對較少,這嚴(yán)重阻礙了其在航空航天、軌道交通以及汽車行業(yè)的應(yīng)用,因此開展多層梯度鋁蜂窩夾芯板的研究具有重要意義。本文對粘接的梯度蜂窩夾芯板進(jìn)行了分別進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)下的平壓、沖擊狀態(tài)下的平?jīng)_以及落錘沖擊下的實(shí)驗(yàn)和有限元模擬研究,研究發(fā)現(xiàn):在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮過程中,梯度率越大的鋁蜂窩夾芯板的屈曲載荷越小而且其分層密實(shí)化現(xiàn)象越明顯,蜂窩芯的變形順序?yàn)榈兔芏葍?yōu)先變形直至密實(shí)化,層級之間的密實(shí)化應(yīng)變差隨芯層密度的增大而逐漸減小,并且在相同的壓頭下壓位移下其能量吸收越少。在高速平?jīng)_狀態(tài)下,梯度鋁蜂窩夾芯板并非嚴(yán)格按照準(zhǔn)靜態(tài)過程中逐級變形直至密實(shí)化的,而是在沖擊板的沖擊慣性及芯層密度的相互作用下整體發(fā)生的線彈性變形、彈性屈曲、塑性坍塌及密實(shí)化,另外,不同的梯度率的梯度蜂窩夾芯板的沖擊載荷峰值與沖擊端芯層的密度有關(guān),沖擊端芯層的密度越大,蜂窩夾芯板所能承受的沖擊載荷峰值也就越高,同時(shí)經(jīng)過實(shí)... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

多孔材料舉例[1]：（a）二維蜂窩（b）三維開孔泡沫（c）三維閉孔泡沫多孔材料普遍存在于自然界中，如動(dòng)物和人體的骨骼、樹木、花莖、蜜蜂居

天然多孔材料[4]：（a）軟木塞（b）巴爾薩木（c）海綿狀物（d）松質(zhì)骨（e）珊瑚（f）烏賊骨（g）尾葉（h）植物莖稈

多層梯度鋁蜂窩板沖擊大變形力學(xué)行為研究2助于降低關(guān)節(jié)處的應(yīng)力，從某種意義上來說，可以將骨頭看作一種功能梯度蜂窩材料[4]。圖1.2天然多孔材料[4]：（a）軟木塞（b）巴爾薩木（c）海綿狀物（d）松質(zhì)骨（e）珊瑚（f）烏賊骨（g）尾葉（h）植物莖稈圖1.3（a）股骨頭（b）脛骨（c）腰椎骨[4]蜂窩材料最早起源于仿生學(xué)，因?yàn)樗目籽ń孛媾c蜜蜂窩蜂巢截面相似而得名[5]。蜂窩材料的孔穴截面通常為六邊形，也有三角形、矩形或菱形等形狀，同泡沫材料一樣，蜂窩材料的性能直接依賴于孔穴的形狀、尺寸以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[6]。蜂窩材料在動(dòng)態(tài)壓縮載荷下，會(huì)表現(xiàn)出如圖1.5所示的變形過程，首先是線彈性變形，變形結(jié)束后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰值，稱為初始峰應(yīng)力，所對應(yīng)的應(yīng)變稱為初始應(yīng)變；接著蜂窩材料會(huì)進(jìn)入塑性坍塌，經(jīng)歷較長的平臺區(qū)大變形，而平臺區(qū)的應(yīng)力值稱為動(dòng)態(tài)峰應(yīng)力；隨著變形的進(jìn)一步增大，最后使蜂窩材料被壓實(shí)，力學(xué)性能接近于實(shí)體基體的力學(xué)性能，我們將密實(shí)開始時(shí)的應(yīng)變稱為密實(shí)化應(yīng)變。另外，由于蜂窩材料密度較低，質(zhì)量較輕，在航天航空、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)有廣泛的應(yīng)用，最常見的蜂窩材料被應(yīng)用于夾芯板結(jié)構(gòu)[7-9]。


本文編號：2939172