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设计并采用嵌锁组装工艺制备了碳纤维/树脂基复合材料方形蜂窝夹芯结构，开展了面外平压性能和三点弯曲性能试验研究，获得了夹芯结构在平压载荷作用下的破坏模式，分析了其损伤失效机制及吸能特性，讨论了在三点弯曲载荷作用下面板质量非对称性和槽口方向对夹芯梁的破坏模式及承载能力的影响。研究结果表明嵌锁式碳纤维/树脂基复合材料方形蜂窝夹芯结构在准静态压缩载荷下表现为从槽口附近纤维断裂到开槽侧肋板失稳断裂，再到未开槽侧肋板断裂和压溃的渐进式损伤破坏模式；压缩应力-应变曲线出现明显的二次应力平台，体现出夹芯结构优异的吸能特性；配置较厚的上面板及芯材长肋板槽口向上时，结构的承载能力和初始失效载荷更高。

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方形蜂窝 夹芯结构 嵌锁组装工艺 平压 三点弯曲 碳纤维/树脂基复合材料

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建立了颗粒流子弹发射有限元模型，利用离散元和有限元的联合模拟方法，研究了高速颗粒流冲击负泊松比内凹蜂窝夹芯梁的动态响应及缓冲吸能机理。分析了加载冲量、冲击角、芯材强度以及颗粒流子弹与面板间的摩擦力等因素对夹芯梁动态响应的影响。研究结果表明：夹芯梁在正向颗粒流子弹冲击载荷作用下表现为局部凹陷和整体弯曲的耦合变形模式，面内设计芯材因胞壁弯曲呈现局部内凹的变形模式，面外设计芯材因胞壁屈曲呈现局部褶皱的变形模式。在等面密度的条件下，采用面外设计的硬芯夹芯梁面板的跨中最大挠度比采用面内设计的软芯夹芯梁小，但初始冲击力峰值和冲击力整体水平较高，冲击力响应时间较短。夹芯梁前后面板的跨中最大挠度与冲击载荷近似...

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动态响应 负泊松比 高速颗粒流 缓冲吸能 夹芯结构 离散元-有限元耦合方法 力学超材料

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蜂窝金属及其夹芯结构是一种物理功能与结构一体化的新型轻质高强结构,广泛应用于结构轻量化与碰撞冲击防护领域。采用ABAQUS非线性有限元软件建立了蜂窝金属夹芯板(honeycomb sandwich panel,HSP)结构动态冲击数值仿真模型,数值仿真计算结果与文献实验结果吻合较好,验证了数值仿真模型的正确性。在此基础上,开展了重复冲击载荷作用下蜂窝金属夹芯板结构动态响应研究,得到了重复冲击力时程曲线、动态变形时程曲线、冲击力位移曲线以及最终挠度,分析了冲击能量、蜂窝壁厚以及上、下面板厚度分配对蜂窝金属夹芯板结构重复冲击动态响应的影响规律。研究结果表明,重复冲击载荷作用下蜂窝金属夹芯板结构上、下面板弯曲变形以及蜂窝芯层压缩变形逐渐积累,蜂窝芯层薄壁结构逐渐达到密实化,结构抗弯刚度逐渐上升,变形增量逐渐减小,结构整体能量吸收率下降。通过调节蜂窝壁厚和上、下面板厚度分配可以显著调节蜂窝金属夹芯板结构重复冲击动态响应与能量吸收性能。

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动态响应 蜂窝金属夹芯板(HSP) 数值仿真 重复冲击

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蜂窝金属及其夹芯结构是一种物理功能与结构一体化的新型轻质高强结构,广泛应用于结构轻量化与碰撞冲击防护领域。采用ABAQUS非线性有限元软件建立了蜂窝金属夹芯板(honeycomb sandwich panel,HSP)结构动态冲击数值仿真模型,数值仿真计算结果与文献实验结果吻合较好,验证了数值仿真模型的正确性。在此基础上,开展了重复冲击载荷作用下蜂窝金属夹芯板结构动态响应研究,得到了重复冲击力时程曲线、动态变形时程曲线、冲击力位移曲线以及最终挠度,分析了冲击能量、蜂窝壁厚以及上、下面板厚度分配对蜂窝金属夹芯板结构重复冲击动态响应的影响规律。研究结果表明,重复冲击载荷作用下蜂窝金属夹芯板结构上、...

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动态响应 蜂窝金属夹芯板(HSP) 数值仿真 重复冲击

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蜂窝金属夹芯结构具有高比强度、高比刚度和高能量吸收性能,在船舶与海洋工程结构轻量化与碰撞冲击防护领域具有广泛的潜在应用价值。本文采用INSTRON CEAST 9350落锤冲击试验机进行了船用蜂窝金属夹芯板重复冲击实验,得到了蜂窝金属夹芯板结构塑性变形累积过程以及重复冲击载荷-位移曲线。研究结果表明:在重复冲击载荷作用下,蜂窝金属夹芯板结构上下面板弯曲变形逐渐增大,蜂窝芯层薄壁结构逐渐达到密实化;上面板主要表现为局部凹陷与整体弯曲的耦合变形模态,下面板变形模态经历了从整体弯曲到整体弯曲与局部凹陷耦合模式的转变过程;重复冲击能量及上下面板厚度分配对蜂窝金属夹芯板结构重复冲击动态变形累积及能量吸收...

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动态响应 蜂窝金属夹芯板 重复冲击

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本发明公开了一种金属夹芯电弧增材制造装置及工作方法，本发明包括CMT焊枪、送丝机构和运动机构，通过在焊枪上增加新的送丝机构，调整热输入量，实现钛合金丝材夹芯的铝合金增材结构，与钢筋混凝土结构形式相似，本发明采用的CMT增材钛合金夹芯方法制备的增材结构，在整体上以铝合金为主，内部形成钛合金丝材夹芯结构，从而整体可形成以高强、高韧钛合金为主的骨架结构，在满足轻量化需要的同时，能够进一步提高结构的强度、韧性，且成本低，具有广泛的应用场景。

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通过理论和数值方法,对冲击载荷下金属正交波纹夹芯结构的动态压缩响应进行了研究。考虑材料应变率影响,建立了金属正交波纹夹芯结构动态响应的理论模型,同时对它的动态压缩响应进行了有限元模拟。结果表明,考虑材料应变率影响的理论模型的预测结果与有限元模拟结果吻合较好。进一步对多层正交波纹夹芯结构的动态压缩响应进行了数值模拟,获得了不同速度冲击下的变形模式,分析了层数对其动态响应的影响。研究发现,通过增加层数能够有效地增强结构的缓冲吸能能力,但层数超过4层以后增强效果不明显。

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动态压缩 多层夹芯结构 缓冲吸能 应变率效应 正交波纹结构

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通过理论和数值方法,对冲击载荷下金属正交波纹夹芯结构的动态压缩响应进行了研究。考虑材料应变率影响,建立了金属正交波纹夹芯结构动态响应的理论模型,同时对它的动态压缩响应进行了有限元模拟。结果表明,考虑材料应变率影响的理论模型的预测结果与有限元模拟结果吻合较好。进一步对多层正交波纹夹芯结构的动态压缩响应进行了数值模拟,获得了不同速度冲击下的变形模式,分析了层数对其动态响应的影响。研究发现,通过增加层数能够有效地增强结构的缓冲吸能能力,但层数超过4层以后增强效果不明显。

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动态压缩 多层夹芯结构 缓冲吸能 应变率效应 正交波纹结构

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本发明提供了一种大曲率蜂窝夹层复合材料结构及其一体化成型方法，成型设备包括运动载具、复合材料成型头、控制柜、操作台、工作台、蜂窝夹芯复合材料成型件。制造过程中首先自动铺放头在自动铺丝用六轴机器臂的带动下在工作台表面进行蜂窝下面板成型；随后由3D打印头在3D打印用六轴机器臂的带动下在已铺放好的蜂窝下面板上进行蜂窝芯材结构特征打印；蜂窝芯材打印完成后，再利用自动铺放头在蜂窝芯材上直接成形蜂窝上面板，直至完成整个蜂窝夹芯复合材料结构的一体化成型。本发明通过将自动铺丝与连续纤维3D打印有效结合，在实现大曲率蜂窝夹芯结构的一体化成形的同时，保证大尺寸异形蜂窝构件加工效率，提高零件精度和质量。

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多孔金属夹芯结构已被广泛应用于航空航天等领域,研究其抗爆吸能性能具有十分重要的意义。分别对金属空心小球和泡沫铝两种夹芯壳结构在TNT爆炸载荷作用下的抗爆性能进行爆炸实验,并采用AN-SYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟研究。结果表明:金属空心小球夹芯结构作为抗爆吸能结构是可行的;在结构框架尺寸与质量相同时,内面板厚外面板薄的夹芯结构具有更好的抗变形能力,内面板薄外面板厚的夹芯结构则具有更好的吸能特性;在结构框架尺寸与质量相同时,负梯度夹芯结构、并列型小球夹芯结构、小半径小球夹芯结构具有更好的抵抗爆炸载荷和吸收冲击能量的性能;在结构框架尺寸与质量相同时,金属空心小球夹芯结构的整体强度更高...

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动态响应 夹芯结构 金属空心小球 抗爆性能 泡沫铝夹芯球壳

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