张大千，朱 宝

(沈阳航空航天大学 航空航天工程学部(院)，沈阳 110136)



轴向梯度蜂窝夹层板的稳定性

张大千，朱 宝

(沈阳航空航天大学 航空航天工程学部(院)，沈阳 110136)

在常规六边形蜂窝芯层的基础上引入梯度概念，通过改变蜂窝胞元尺寸分布，形成相对密度呈梯度变化的蜂窝结构。在质量相等的前提下，研究了4种具有不同梯度的蜂窝夹层板，分析了芯层面内相对密度的分布并做归一化处理。在考虑了蜂窝芯层的几何特征后，应用有限元软件ABAQUS进行了建模与仿真,并与试验数据对比验证了该方法的有效性。对不同梯度的蜂窝夹层板进行了稳定性分析，分析发现六边形梯度蜂窝芯层面内相对密度分布具有非线性的特点。随着梯度的增加，其稳定性也相应提高。

蜂窝夹层板；梯度；稳定性；有限元

蜂窝夹层板是由上下各一层面板或蒙皮，中间一层蜂窝芯层，两者经由粘接所形成的一种特殊层合板。它具有轻质、高刚度—质量比、隔音和隔热性好等优点，是物理功能与结构功能一体化的新兴工程材料[1]，被广泛应用于航空航天、汽车以及船舶等行业。

蜂窝材料属于多胞材料的一种，其孔隙率与自身力学性能关系密切。在众多的多胞材料中蜂窝结构被认为是超轻质材料中前景最好的一种材料[2-3]。蜂窝夹层板的强度、刚度、稳定性等力学性能受蜂窝芯层设计方式的影响十分显著[2,4-5]。如何设计蜂窝芯层的结构成为了人们研究主要问题。Torquato等学者通过研究Hashin-Shtrikman方法(简称H-S方法)在多孔材料中的应用[6]，并得到了蜂窝材料的弹性模量可能达到上界的结论[7]。……