何 强,马大为,张震东

(南京理工大学机械工程学院,江苏 南京210094)

含随机填充孔圆形蜂窝结构的面内冲击性能*

何 强,马大为,张震东

(南京理工大学机械工程学院,江苏 南京210094)

研究多孔材料细观结构与宏观力学性能之间的关系,建立具有固定相对密度的含随机固体填充孔的圆形蜂窝结构模型。在此模型的基础上具体讨论了不同孔洞填充比和冲击速度对圆形蜂窝结构变形模式、动态冲击平台应力以及能量吸收性能的影响。研究结果表明:填充孔在蜂窝变形过程中有局部牵制作用,蜂窝材料变形模式仍为准静态模式、过渡模式、动态模式;当变形模式为过渡模式或动态模式时,结构的平台应力与速度的平方成线性关系,存在明显的速度效应;高速冲击下,含固体填充孔的蜂窝结构单位质量吸收的能量高于规则蜂窝结构。研究结果可为蜂窝材料的研究和设计提供参考。

固体力学;变形模式;能量吸收;平台应力;填充孔;圆形蜂窝

蜂窝及多孔泡沫材料作为具有重量轻、比强度和比刚度高 、稳定性好 、隔热隔声性好等一系列优点的复合材料,已 经广泛 应用在 航空、航天 、建筑 、包 装 等 很 多 领 域[1-2]。 多 孔 材 料 的 力 学 性 能 除 了 与密度和基体材料特性有关外,还与胞元的排列方式、孔壁的缺失等细观结构密切相关。因此,研究多孔材料细观结构与宏观力学性能之间的关系,对于蜂窝及多孔材料的研究和设计都具有很重要的意义。

在蜂……