星型傾斜壁節點蜂窩結構的動態力學特性

劉崎崎，胡 俊

(安徽建筑大學 土木工程學院，安徽 合肥 230601)

蜂窩材料是一種由形成孔穴的棱邊和壁面固體板所構成的相互聯結的網絡體，具有質量輕、能減震緩沖等多種特性，是海內外學者廣泛關注的對象。多孔材料的性能依賴于孔穴的形狀和結構。最早在1987年，Lakes就提出若各向同性的拉脹材料[1](也叫負泊松比材料)在X方向壓縮，則Y方向拉脹材料發生兩側頸縮，其主要的變形結構為內凹結構、旋轉結構。Hu等[2]系統地分析了內凹六邊形結構的幾何參數對具有負泊松比效應的蜂窩結構平臺應力的影響。沈振峰等[3]將凹角傾斜壁替換成為內凹環形壁，產生了一種新的具有拉脹效應的蜂窩模型。韓會龍等[4-5]為驗證負泊松比蜂窩材料的動力學性能也受到胞元空間拓撲參數的影響，對星形節點蜂窩結構中幾何參數因子改變時的變形模式、能量吸收展開深入研究。Wang等[6]提出將內凹胞元和星型蜂窩結合起來組成新的內凹胞元，并采用數值分析方法研究了負泊松比效應的材料在沖擊碰撞作用下的動力學性能和吸能特性。Qiao等[7]分析了勻稱和階梯型的雙箭頭蜂窩的準靜態行為和碰撞行為，結果表明拉脹效應會導致模型橫向頸縮，并顯著影響靜態平臺應力。

由此可見，蜂窩材料的性能不僅由基體材料的特性決定，也由胞元幾何拓撲結構決定，良好的拓撲能夠得到理想的蜂窩結構。根據實際工程需求，實現蜂窩材料結構的自主研發，建立胞元微拓撲結構與力學性能之間的關系，是許多科學研究人員想要突破的課題。……