孙玉瑾,孙德强,安 兴,焦思涵

(陕西科技大学 轻工科学与工程学院 中国轻工业功能印刷与运输包装重点实验室3S包装新科技研究所 轻化工程国家级实验教学示范中心 陕西省造纸技术与特种纸品开发重点实验室,陕西 西安 710021)

0 引言

蜂窝结构作为一种轻量化结构,具有优异的吸能特性,在先进航空航天零部件、包装材料、军事装备、车辆零部件等领域有着重要的应用[1-3].蜂窝的共面力学行为,包括坍塌模式、压缩强度、能量吸收能力等,蜂窝相对密度、蜂窝壁角度、蜂窝壁厚和冲击速度对六边形蜂窝变形模式和力学性能的影响已经得到了广泛的研究[4-7].在共面压缩条件下,圆形蜂窝比相对密度相同的六边形蜂窝吸收更多的能量.作为夹芯部分,蜂窝的异面力学性能相比共面,表现出更高的比刚度和更好的比能量吸收特点[8].因此,研究圆蜂窝结构异面动态力学行为和能量吸收特性,是十分必要的.

多层排列的圆形蜂窝作为二维轻质蜂窝材料,其弹性变形、塑性破坏和能量吸收特性得到了广泛研究.例如,Sun等[9]给出了多层规则排列圆形蜂窝共面变形模式的临界转换速度、动态致密化应变和动态峰应力的经验公式,并采用简化的能量吸收模型对其能量吸收性能进行了评价;Hu等[10]分别采用理论和数值方法研究了规则和交错排列圆形蜂窝的动态异面冲击性能,两者结果具有较好的一致性.已有研究表明,结构参数和冲击速度影……