【摘 要】
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基于仿生学的多孔材料，例如蜂窝与格栅结构等，因其优异的力学性能与多功能性受到研究人员的广泛关注。本文受自然界王莲叶片脉络启发，利用仿生学原理——力学仿生与结构仿生原理，引入分形理论，将抽象出的王莲脉络进行拓扑优化，提出一种兼顾强度与刚度的圆形辐射状蜂窝芯层结构，该结构具有相对密度沿面内呈现梯度变化特性(由中心沿径向递减)。依据一种爆炸载荷的空间分布简化模型，计算爆炸空间内比例距离处平面内不同分布环
【机 构】
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太原理工大学,山西太原030024
【出 处】
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2018第十二届全国爆炸力学学术会议
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基于仿生学的多孔材料，例如蜂窝与格栅结构等，因其优异的力学性能与多功能性受到研究人员的广泛关注。本文受自然界王莲叶片脉络启发，利用仿生学原理——力学仿生与结构仿生原理，引入分形理论，将抽象出的王莲脉络进行拓扑优化，提出一种兼顾强度与刚度的圆形辐射状蜂窝芯层结构，该结构具有相对密度沿面内呈现梯度变化特性(由中心沿径向递减)。依据一种爆炸载荷的空间分布简化模型，计算爆炸空间内比例距离处平面内不同分布环形区域的爆炸冲量。为进一步对芯层结构的不同区域进行优化，计算承受相近的爆炸冲量的分布(环形)区间，同时通过改变不同区域内蜂窝壁厚与调节蜂窝胞元壁间距大小，增强芯层结构的相对密度面内梯度变化特性，提高不同环形区间内的相对密度差异性，对优化后结构组成的夹芯圆板结构的动态力学响应以及抗爆炸性能进行了有限元模拟，并与优化前的同类型均匀壁厚的芯层结构的性能进行对比分析。夹芯板的面板和芯层均由铝合金5052制作，抗爆炸性能的量化由后面板的永久横向挠度描述。
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