涂佳黃, 石曉東, 彭 真, 陳 帥, 陳 康
(湘潭大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院,湖南 湘潭411105)
近年來,隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展,各種新型材料、新穎結(jié)構(gòu)層出不窮.同時,為了培養(yǎng)大學(xué)生的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新意識和實踐能力,全國各地普遍開展了結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽活動,旨在通過對設(shè)計方法、力學(xué)分析等知識的合理運用,培養(yǎng)并提高當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新思維以及團(tuán)隊協(xié)作能力[1~4].另外,為了提高大學(xué)生的結(jié)構(gòu)計算分析能力,從提高模型優(yōu)化效率和節(jié)約材料成本角度出發(fā),鼓勵學(xué)生使用數(shù)學(xué)建模與結(jié)構(gòu)分析軟件等方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[5,6].
現(xiàn)階段,關(guān)于紙質(zhì)材料結(jié)構(gòu)性能的研究相對較少.同時,該材料成本低而且環(huán)保,比較適合作為大學(xué)生競賽的選材.劉哲峰等通過構(gòu)件實驗、結(jié)構(gòu)設(shè)計、模型制作及加載實驗的循環(huán)過程實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化,增大結(jié)構(gòu)的荷質(zhì)比[7].王立彬與李靚對鉛化紙制作的紙桿和紙帶的力學(xué)性能進(jìn)行了研究,通過試驗得出桿件制作工藝的好壞對試件的極限拉應(yīng)變的影響較大[8].舒小娟等對紙質(zhì)拱橋結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了大量優(yōu)化設(shè)計,減輕結(jié)構(gòu)自身質(zhì)量[9].王奉杰等人采用單層單面瓦楞紙板來提高產(chǎn)品包裝盒的緩沖能力[10].還有一些學(xué)者對靜荷載作用下蜂窩紙板的緩沖性能與受力特性進(jìn)行了研究[11,12].
本文以湘潭大學(xué)代表隊“垡棢輝麾”作品的設(shè)計和制作思路為線索,運用ANSYS軟件與沖擊加載實驗相結(jié)合的方法對結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析,并通過……