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。