分層屈服強度負泊松比蜂窩材料的沖擊力學研究

沈若楠，王偉民，胡 俊

(安徽建筑大學 土木工程學院，安徽 合肥 230601)

蜂窩材料是一種性能優良的多孔材料，其機械性能和傳播性能好，可以提高材料的剛度和強度，有利于材料吸收能量和緩解沖擊。多孔材料和負泊松比蜂窩材料屬于新型結構材料或功能材料，在航天航空、海軍事業、安全保護建筑材料領域得到廣泛應用。近年來，蜂窩材料微結構中以彈塑性屈曲和脆性斷裂為特征的平臺變形特性使其成為了一種理想的吸能材料[1]。因此，降低動態沖擊下的初始應力峰值是蜂窩材料研究的主要方向之一。

在關于內凹六邊形蜂窩材料的研究中，分層功能蜂窩成為了研究的熱點。何章權[2]通過變更蜂窩的胞元半徑(或蜂窩材料的厚度)創設了梯度蜂窩模型，探討了不同胞元排布形式和不同梯度系數蜂窩在不同沖擊速度下的動態響應問題。劉穎等[3]通過改變蜂窩的胞元大小對分層蜂窩結構模型的能量吸收問題進行了研究。Mousanezhad等[4]探討了應變硬化和梯度對六邊形胞元蜂窩材料的動態沖擊。Ali等[5]探討了在較低速沖擊狀態下六邊形胞元密度蜂窩材料的應力應變和能量吸收等問題。總的來說，大多數研究是關于改變胞元的大小、壁厚、排列順序。

鋁基材相對于其他金屬材料具有質量更輕、吸能效果更優的特點。目前，在蜂窩材料相關領域中少有關于分層負泊松比蜂窩材料的研究。Shen[6-7]探討了鋁基材六邊形胞元分層屈服強度蜂窩材料在不同沖擊速度下的動態響應等問題。……