赵 颖,王凯锋,施劲余,桑 叶,马芳武,李云伍

(1.西南大学 工程技术学院,重庆 400715;2.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林 长春 130022)

微结构材料具备轻质和高性能等特点,通过对材料内部微元胞的设计与排布,可以使材料的宏观性能得到改善。其中,负泊松比微结构材料的“压缩-收缩”特性使其具备优异的抗冲击性能和吸能特性。因此,对负泊松比材料力学性能的研究很有意义,同时,开发设计出一种性能更优的微结构材料是非常有必要的。

国内外学者在负泊松比微结构材料方面的研究较多,通过对内凹六边形结构的力学性能进行分析,结果表明随着微元胞胞壁厚度的增大,该结构单位质量吸能量先增加后减少,而碰撞力峰值则相反[1]。同时,有学者对微结构材料加工制造缺陷进行了研究,结果表明,微结构材料的元胞缺失和不同的冲击速度都会对其面内动态性能产生影响,当速度为2 m/s时微元胞数目的缺失量会对微结构的能量吸收产生较大的影响[2]。针对微结构材料刚性下降问题,文献[3]对双材料微结构进行了研究,刚性材料分数的引入会使其双材料负泊松比结构的平台应力得到显著提升,并随着刚性材料分数的增加而增加,同时其对峰值冲击力与比吸能的影响机制有着明显的不同。Li等[4]提出了一种新型蜂窝结构,并通过仿真得出尺寸对其泊松比值影响较大。在面内冲击载荷作用下,推导出了新型星形结构密实应变和动态平台应力的理论表达式[5]。……