星型-三角形负泊松比结构的面内压缩刚度可调控特性

通过准静态面内压缩试验揭示星型-三角形结构(star-triangular honeycomb, STH)的刚度可调控特性。利用有限元模拟的方法研究非均匀壁厚STH的面内压缩刚度可调控机制,分析不同类型胞壁厚度比(t_(1)=t_(3))/t_(2)及胞壁角对其面内压缩刚度的影响。结果表明,STH在面内压缩载荷下呈2个线弹性阶段,且强化刚度比初始刚度显著增大。适当地增大内凹胞壁和垂直胞壁的厚度可同时提高STH的初始刚度及强化刚度;当(t_(1)=t_(3))/t_(2)>1.575后,初始刚度仍持续增大,而强化刚度反而逐渐减小,最终不再具有强化刚度阶段。胞壁角α≤30°时,增大胞壁角可提高STH的初始刚度及强化刚度,反之,初始刚度及强化刚度对应的应变随胞壁角的增大逐渐增大,而强化刚度逐渐减小并趋于消失。该研究将为可调节刚度负泊松比结构的设计提供新的思路。

基于ANSYS的不同排列方式折边式蜂窝夹套结构强度分析

采用ANSYS有限元方法,对2种不同排列形式的折边式蜂窝夹套进行应力分析,对单独静应力、温差应力以及静应力共同作用下的这2种排列形式的蜂窝夹套进行强度计算和疲劳寿命校核。结果表明,2种排列形式的折边式蜂窝夹套均能满足相关标准规定的结构强度和疲劳寿命指标。其中,三角形排列的折边式蜂窝夹套在应力水平、内筒体变形量、外夹套变形量等方面均比正方形排列的折边式蜂窝夹套更具优势,更适合工程实际应用。

三角形蜂窝的共面冲击动力学

采用有限元方法研究了冲击速度在3～250m/s的条件下,结构参数和冲击速度对三角形蜂窝共面冲击力学性能的影响.三角形蜂窝在不同冲击速度下呈现不同的变形模式,各变形模式间的转换速度随着壁厚边长比和扩展角的增加而增加.当所有结构参数保持恒定时,共面动态峰应力与冲击速度的平方呈线性关系.对于给定的冲击速度,共面动态峰应力与壁厚边长比成幂指数关系,与扩展角的关系可以用一较复杂的数学模型进行拟合.基于有限元计算结果利用最小二乘法拟合得到了共面动态峰应力关于各结构参数和冲击速度的经验关系式.

基于特征单元的三角形蜂窝异面压缩的有限元分析

目的研究三角形蜂窝排列方式对三角形蜂窝异面动态压缩性能的影响。方法借助Ansys/LS-DYNA建立基于特征单元的三角形蜂窝异面动态压缩的有限元分析模型,研究三角形蜂窝排列方式对三角形蜂窝异面压缩性能的影响。结果将三角形蜂窝胞元阵列模型的有限元分析结果与理论值进行对比,证明三角形蜂窝的有限元模型是可靠的,随后将三角形胞元阵列模型与此研究中采用的特征单元模型计算结果进行对比,结果显示2种有限元计算模型的计算结果一致,证明此研究特征单元结构的选取和模型的建立是可靠的。结论不同排列方式对三角形蜂窝在异面方向上的动态峰应力和单位体积能量吸收没有影响。

三角形蜂窝异面动态压缩仿真研究

目的研究三角形蜂窝材料结构参数和压缩速度对其异面压缩性能的影响。方法借助Ansys/LS-DYNA建立基于特征单元的三角形蜂窝异面动态压缩有限元分析模型,而后对三角形蜂窝在不同单元结构参数和压缩速度下进行异面压缩参数化仿真计算。结果对于三角形蜂窝,当所有结构参数保持不变时,异面动态峰应力与压缩速度呈二次曲线关系。在给定压缩速度下,扩展角固定的三角形蜂窝的异面动态峰应力与壁厚度边长比呈幂函数关系;壁厚边长比固定的三角形蜂窝的异面动态峰应力与拓展角呈二次曲线关系。结论当相对密度一致时,正三角形蜂窝比正六边形蜂窝异面比吸能值更大;异面动态峰应力与压缩速度、单元结构参数之间的相互关系,可用一定关系曲线进行拟合。

类蜂窝状结构完全带隙二维光子晶体

通过在二维三角晶格中引入两个完全一样的介质圆柱构成了类蜂窝状结构光子晶体,并对其光子能带进行了频域计算。借助数值方法分析了介质柱位置改变对光子能带的影响,计算结果表明,这种类蜂窝状结构二维光子晶体可以产生很宽的带隙,而且在一定填充率下,可以通过调整介质柱的位置使完全光子带隙达到最大化。