陈李桥， 熊履搏

(西南交通大学土木工程学院桥梁工程系，四川成都 610031)

蜂窝结构为芯层的蜂窝夹层板，其灵感来源于天然六边形蜂窝。以铝合金制成的蜂窝铝板由于其独特的结构不但在同等体积的其他材料中质量最轻，且刚度和整体稳定性都非常好，具有优良的力学性能，还具有隔音、隔热性能。铝合金既没有放射性，也可以完全回收重复利用，节约资源和能源，这使得蜂窝铝板成为一种节能、环保、健康的新材料。并且用焊接法制造的蜂窝铝板，其接头为冶金结合，克服了传统胶粘蜂窝铝板强度、使用寿命及允许的工作环境在很大程度上受胶粘剂制约的缺点。因此，该结构被广泛地应用在航空、航天、交通运输、建筑、军事等领域[1-7]。本文以应用最为广泛的正六边形蜂窝夹芯的钎焊铝蜂窝夹层板为研究对象，对其平压变形过程进行了模拟分析，其结构示意如图1所示。

图1 钎焊铝蜂窝夹层板及蜂窝芯子钎焊结构示意

1 钎焊铝蜂窝夹层板平压变形过程的有限元模拟

钎焊铝蜂窝夹层板模型结构尺寸为94 mm×94 mm×50 mm，其上、下面板厚度为2 mm，六边形蜂窝结构的边长为6 mm，壁厚为0.2 mm，并考虑钎焊焊料的厚度为0.2 mm。基于其结构特点，蜂窝结构采用壳单元，上、下面板采用实体单元，钎焊铝蜂窝夹层板有限元模型见图2。

图2 钎焊铝蜂窝夹层板有限元模型

图3 有限元模型网格划分

上、下面板的实体单元和蜂窝结构的壳单元通过壳-实体耦合，模型的边界条件为下面板完全固结；……