微元胞缺失下三星型微结构面内动态性能分析

由于制造精度和生产工艺等原因,微结构材料内部往往会出现胞元缺失,从而对其整体性能产生影响。以三星型微结构为研究对象,首先,采用准静态压缩试验对模型可靠性进行了验证;其次,通过有限元软件Hyperworks和显示动力有限元软件LS-DYNA对其进行联合仿真分析,得到不同冲击速度和不同微元胞缺失数目下该三星型微结构的变形模式、应力-应变曲线、吸能曲线和平台应力对比曲线。结果表明:当冲击速度处于一定范围(20~80 m/s)时,微元胞缺失数目越多,三星型微结构的负泊松比效应(negative Poisson’s ratio,NPR)越弱,从而平台应力显著降低,吸能特性减弱;而在微元胞缺失数目相同的条件下,冲击速度越高,平台应力越大,吸能量越多。该研究为其在车辆吸能件中的应用提供数据支持。

微拓扑参数下双箭头-三星型复合微结构面内冲击性能研究

本文以双箭头-三星型复合负泊松比微结构为研究对象,首先采用准静态压缩试验对模型可靠性进行了验证.其次,采用有限元软件HyperWorks和显式动力学软件LS-DYNA详细分析了微拓扑参数和冲击速度对其面内冲击变形模态和吸能特性的影响.研究表明,在冲击载荷作用下,该复合微结构的面内冲击动力学性能依赖于微元胞夹角和胞壁厚度参数,冲击速度越大,吸能量越大,且随着微元胞夹角的减小以及胞壁厚度的增大,其平台应力和吸能特性表现更加优异,该研究对车辆吸能件的设计具有重要的指导意义.