华南理工大学学报(自然科学版)

作者：亓昌, 丁晨, 刘海涛, 等

单位：1.大连理工大学 汽车工程学院/工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116024；2.大连理工大学 宁波研究院，浙江 宁波 315016；3.中国北方车辆研究所，北京 100072

关键词：双箭头蜂窝,负泊松比,动态压溃,比吸能,拉胀材料

基金：国家重点研发计划项目(2021YFB3702004);大连理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT20LAB132)

蜂窝结构作为一种仿生材料，在抗冲击吸能、轻量化等多个领域优势显著，得到了广泛研究。其中，双箭头蜂窝（Double-Arrow Honeycomb，DAH）在压缩载荷下较六边形蜂窝的平台应力更高，吸能性更好。为了进一步提升DAH的比吸能（Specific Energy Absorption，SEA），文中通过引入双弧形边代替DAH原有直边，提出一种弧形双箭头蜂窝（Circular Double-Arrow Honeycomb，CDAH），采用3D打印制备了CDAH样件并进行了准静态压缩试验；同时，基于有限元软件建立了CDAH的数值仿真模型，通过与试验结果的对比验证了模型的准确性；利用冲击波理论推导了CDAH的临界冲击速度，并结合验证后的数值模型研究了面内不同冲击速度下CDAH的动态响应。试验和仿真结果均表明：与DAH相比，CDAH的平台应力更高，比吸能也更大。其中，当应变达到0.6时，CDAH的SEA相较于DAH提升了71%，并且在中高速冲击下呈现明显的倒“V”和倒“U”形变形带，显示出良好的负泊松比特性；随着冲击速度提高，CDAH的平台应力与比吸能均显著提升，100 m/s下的平台应力是5 m/s下的3倍，这有助于CDAH在高速抗冲击防护中应用。

来源：2023年第1期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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