3D-Kagome點陣夾芯板的力學性能研究.pdf

1、Kagome點陣夾芯結構是近年來提出的一種力學性能十分優(yōu)異的新型點陣夾芯結構。與四面體型、金字塔型點陣芯子結構相比，3D-Kagome芯子結構具有更高的強度和更好的抗屈曲性能，同時表現(xiàn)出更好的各向同性特性。
　　本文將芯子桿件單胞等效成相同幾何尺寸的實體單胞，建立了芯子結構的有效性能計算模型。利用等應變理論，推導出該結構在面外載荷和橫向剪切載荷作用下的等效屈服強度和剛度。利用材料力學相關知識，導出Kagome芯子的彈塑性失穩(wěn)時的臨

2、界應力，并繪制出芯子的剪切屈服和失穩(wěn)破壞圖。對Kagome、四面體和蜂窩芯子的剛度、塑性屈服、彈性屈曲強度進行了比較研究，評價了各種結構性能的優(yōu)劣。
　　建立了3D-Kagome點陣夾芯板在理想沖擊載荷作用下的分析模型，將含有大量周期性單胞的芯子等效為實體結構，給出了芯子的等效強度和剛度，并建立了Kagome芯子的等效本構關系。采用瞬態(tài)動力學分析軟件MSC.Dytran，模擬了Kagome夾芯板在理想沖擊載荷作用下的響應，給出了結

3、構的位移、速度及有效應力在整個時域上的響應曲線。研究了板的最大撓度隨芯子相對密度、芯子的厚度參數(shù)和沖擊載荷大小的變化規(guī)律，得出了該結構抵抗沖擊的最優(yōu)化設計方案。與相同重量的實體板比較，發(fā)現(xiàn)3D-Kagome點陣夾芯板在抵抗沖擊、能量吸收和耗散等方面具有很大的優(yōu)勢。
　　利用有限元分析軟件MSC.Nastran，對一種典型的3D-Kagome點陣夾芯板進行了固有頻率和模態(tài)分析，得到了結構的低階自由振動頻率和模態(tài)，發(fā)現(xiàn)結構的振動具有梁