固~新型复合双箭头蜂窝芯夹层梁的三点弯曲响应及能量吸收

文摘   2025-01-14 21:00   江苏  

摘要

采用实验和数值方法研究了新型复合双箭头蜂窝芯夹层梁在三点弯曲作用下的响应和吸能特性。考虑了两种典型的夹芯梁在不同加载位置的受力情况。进行了准静态三点弯曲试验,得到了试件的破坏模式和力-位移曲线。在实验验证的基础上,进一步建立了可靠的数值模拟模型。结果表明:当加载辊位于复入单元正上方时,RDAH芯芯夹层梁具有较好的承载和吸能能力;随后,研究了面板分布、胞壁厚度、冲击速度和胞形对结构响应的影响。对于总质量相同的夹层梁,前面板厚度大于后面板厚度的布置有利于提高承载力和吸能能力。此外,胞壁厚度对夹层梁的局部变形模式也有影响,增大胞壁厚度值可以产生更稳定的变形,提高其承载能力。增加冲击速度对夹层梁的初始变形有显著影响,但对最终变形影响不大。随着冲击速度的增加,夹层梁的总能量吸收逐渐增加,堆芯的负泊松比特性仍然存在。与传统的再入蜂窝(RH)芯夹层梁相比,RDAH芯夹层梁具有更好的吸能能力和抗弯能力。

研究亮点



结论

本文通过实验和数值分析,研究了新型复合双箭头蜂窝芯夹层梁的三点弯曲响应和能量吸收特性。采用3D打印技术制备了两种不同加载位置的典型RDAH芯夹层梁样品。对试件进行了准静态三点弯曲试验,建立了相应的有限元模型。试验结果与有限元模拟结果在变形模式和力-位移曲线上基本一致,验证了有限元模型的有效性。

随后,系统探讨了面板质量分布、芯室壁厚、冲击速度和芯室构型对RDAH芯室夹层梁弯曲性能的影响。加载辊位于不同位置时,RDAH芯芯夹层梁整体变形模式相似,但局部变形模式不同。当加载辊位于再入单元正上方时,RDAH芯芯夹层梁具有更好的承载和吸能能力。对于相同质量的夹层梁,前面板厚度大于后面板厚度的布置比其他布置具有更好的承载和吸能能力。

不同芯壁厚度的RDAH芯芯夹层梁对局部变形模式有影响。增加夹层梁的胞壁厚度可以显著改善夹层梁的变形稳定性,提高夹层梁的承载能力和比能吸收。增加冲击速度对夹层梁的初始变形有显著影响,但对最终变形影响不大。随着冲击速度的增加,夹层梁的总能量吸收逐渐增加,堆芯的负泊松比特性仍然存在。与传统的再入式蜂窝芯夹层梁相比,RDAH芯夹层梁具有更好的吸能能力和抗弯能力。该研究为蜂窝芯夹层结构的设计和工程应用提供了新的思路。

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