李响，潘志宇，李锐，徐兴兴

轻质高强类蜂窝夹层结构力学性能分析及优化

李响1,2，潘志宇2，李锐2，徐兴兴2

（1.三峡大学 机器人与智能系统宜昌市重点实验室，湖北 宜昌 443002； 2.三峡大学 机械与动力学院，湖北 宜昌 443002）

创新构形类蜂窝夹层结构相比于传统六边形蜂窝夹层结构，具有更好的力学性能。本文以类蜂窝夹层结构的面板层厚度t、夹芯层厚度及胶粘剂层厚度t为优化参数，采用多目标遗传算法对类蜂窝夹层结构各项力学性能进行优化设计。分析了各厚度参数对夹层结构的力学性能的影响情况，同时探讨了参数协同作用下，各层厚度对力学性能的敏感程度，并根据实际工程应用情况对优化解进行折中选择。研究发现：与优化前的初始值比较，优化后的类蜂窝夹层板在轴向等效弹性模量增长了8.17%，轴向等效弹性模量增长了63.08%，面内等效剪切模量增长了19.82%，面内等效剪切模量减小了26.11%，弯曲刚度增长了45.31%，扭转刚度增大了69.83%，总重量减小了8.26%，较好地改善类蜂窝夹层结构的各项力学性能。该研究为夹层板结构优化设计提供了一定的参考依据，具有重要的创新意义和实用价值。

类蜂窝；夹层结构；力学性能；优化设计

随着现代工业技术的进步和高端产业的逐渐兴起，航空航天、汽车、船舶及建筑等行业都得到了快速发展，传统的结构材料已远远不能够满足现阶段的性能需求，各行业迫切需要研究出性能更加优异的新兴材料。蜂窝夹层结构材料具有轻质高强等特点，且相比于均质实体板，蜂窝夹层结构材料具有更高的比强度、比刚度及可设计性，能够根据不同应用背景进行结构设计[1-5]。……