《輕質薄壁稜柱與多孔蜂窩材料平面外壓縮阻抗研究》是依託華中科技大學，由張雄擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：輕質薄壁稜柱與多孔蜂窩材料平面外壓縮阻抗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張雄
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
輕質薄壁稜柱和多孔蜂窩材料具有良好的力學和能量吸收性能，在工程實際領域具有廣泛的套用前景。本項目針對薄壁金屬稜柱和多孔蜂窩材料的平面外壓縮阻抗問題，以截面的基本組成單元- - 角單元為主要研究對象，採用理論分析，數值模擬，試驗驗證及最佳化設計相結合的研究方法，研究各類角單元在發生各種可能變形模式情況下的變形機理和能量吸收性能，分析主要結構參數對角單元變形模式的影響，建立理論分析模型並確定各角單元軸壓平均載荷的理論預測方法。項目預期將揭示軸壓後屈曲大變形條件下各類角單元的內在塑性變形機理，建立複雜截面多胞稜柱與多孔蜂窩材料平面外壓縮性能的系統分析方法，獲得截面壓縮阻抗的最最佳化設計規律。項目的研究成果將為薄壁金屬稜柱和多孔蜂窩結構的吸能設計提供科學依據。
結題摘要
輕質薄壁稜柱和多孔蜂窩材料具有良好的力學和能量吸收性能，在工程實際領域具有廣泛的套用前景。本項目主要針對薄壁金屬稜柱和多孔蜂窩材料的平面外壓縮阻抗問題進行了研究。通過將截面劃分為一系列的基本組成單元，針對不同連線數、不同角度、不同壁厚的基本單元建立軸向壓縮阻抗的理論分析模型，形成了較為系統化的複雜截面壓縮阻抗分析方法，並通過實驗研究進行了相關理論模型的驗證。項目研究發現：對於連線數為2的角單元，實驗證明Wierzbicki和Abramowicz理論在角度改變時的預測存在偏差，並修正了相關理論預測模型；對於連線數大於2的基本單元，板間角度均分截面時具有最大的壓縮阻抗；當連線數逐漸增大時，基本單元中每塊板的能量耗散趨於某一極限，並建立了這一能耗極限的理論預測模型；通過與板基本單元進行類比，對板殼基本單元的變形模式進行了分類，並建立了板殼基本單元壓縮阻抗的簡化理論分析方法；對商業蜂窩進行的實驗研究表明其結構中的雙倍壁厚降低了角度對結構壓縮阻抗的影響，表明了厚度與角度之間的耦合作用。通過本項目研究，揭示了軸壓後屈曲大變形條件下，輕質薄壁稜柱和多孔蜂窩材料的各類基本單元的內在塑性變形機理，建立了系統化的壓縮阻抗理論預測方法，為結構的吸能設計提供了科學依據和理論指導。
