兩種負泊松比蜂窩結構的數(shù)值分析及實驗研究.pdf

1、蜂窩夾層結構是一種特殊的層合復合材料，相對于傳統(tǒng)材料，它具有輕質(zhì)、高比強度、可設計性強等諸多優(yōu)點而被廣泛運用于航空航天、船舶、國防等各個領域。蜂窩結構的泊松比宏觀表現(xiàn)通常為正值，但隨著負泊松比材料研究的不斷發(fā)展，國內(nèi)外也相繼設計出具有負泊松比效應的蜂窩結構。隨著現(xiàn)代高科技社會對工程技術需求的增大，對新型負泊松比蜂窩拓撲結構展開相關的研究工作具有重要的意義。
　　本論文介紹了蜂窩結構、負泊松比材料的發(fā)展與應用，以及負泊松比蜂窩結構的

2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。由于星型蜂窩結構以及箭型蜂窩結構代表性體積單元的特殊性，難以對其進行理論推導，本文將采用有限元數(shù)值模擬以及力學實驗的兩種方法，對兩種負泊松比蜂窩結構的力學性能進行研究分析。以均勻化方法的數(shù)值計算為理論基礎，利用 ANSYS有限元軟件，對星型以及箭型蜂窩結構的代表性體積單元(RVE)的楊氏模量，剪切模量和泊松比進行計算，并與單層蜂窩夾芯層的計算結果進行對比。通過拉伸有限元模擬，測試其結構整體的拉漲效應；通過彎曲有限元模擬，

3、驗證負泊松比材料在承受面外彎矩作用時，橫向曲率與主曲率一致的性質(zhì)。對負泊松比蜂窩結構進行參數(shù)分析，研究幾何尺寸對結構力學性能的影響。
　　使用3D打印快速成型技術代替?zhèn)鹘y(tǒng)制造工藝制作實驗模型，對負泊松比蜂窩結構試件進行相關力學實驗研究。運用非接觸式全場應變測量系統(tǒng) VIC-3D測量實驗構件在拉伸試驗時橫向及側向產(chǎn)生的位移變量。從實驗的角度，對星型及箭型負泊松比蜂窩結構的力學性能進行分析，并和有限元分析計算結果進行對比，定性討論星型