Diamond形二維柵格共面緩沖性能研究.pdf

1、Diamond形(密集X形)二維柵格是一種典型的二維多孔材料。具有密度低、比強度高、質輕、隔熱隔音等特點,在航空、建筑、軍事、包裝、運輸等各個領域內具有廣泛的應用。本文將以diamond形二維柵格材料為研究對象,利用有限元法研究其在共面沖擊載荷條件下的變形模式、緩沖性能,以及結構參數和沖擊速度對其緩沖性能的影響規(guī)律。
　　本文首先對diamond形二維柵格的共面類靜態(tài)緩沖性能進行了研究。在低速?3 m/s?沖擊載荷條件下,可以得到

2、diamond形二維柵格的類靜態(tài)共面沖擊變形過程,得到其變形模式整體呈現“一”字形坍塌,但是較為復雜且無規(guī)律可循;峰應力作為表征能量吸收的重要指標,文中將通過理論分析推導出diamond形二維柵格共面類靜態(tài)峰應力的經驗公式。其次,在中高速沖擊載荷下,隨著速度的不斷增大表現為“一”字形坍塌。隨著擴展角度的增大柵格芯材在“一”字形坍塌的同時,下方中間部分還伴有“X”字形坍塌。分析有限元模擬結果,得到沖擊速度、結構參數對diamond形二維柵

3、格共面動態(tài)力學性能的影響規(guī)律。得出共面動態(tài)峰應力與沖擊速度的平方呈線性關系、與柵格的擴展角呈二次函數關系、與壁厚邊長比呈冪指數關系。最后,根據diamond形二維柵格動態(tài)應力?應變曲線的特點,提出了一種簡化的能量吸收模型,得到柵格在不同沖擊速度的共面載荷作用下,不同結構參數的diamond形二維柵格的動態(tài)緩沖系數曲線,并得出各個試樣的最小動態(tài)緩沖系數。用動態(tài)緩沖系數表征芯材的緩沖性能,最終確定最佳能量吸收點為密實化應變點,得到利用最小動