【摘 要】
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蜂窝材料以其优越性能,在航空航天、机械交通等诸多领域获得了广泛应用.近几十年来,有关蜂窝材料及其结构力学性能的研究,一直是学者们关注的焦点之一.Gibson 等在1982
【机 构】
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中山大学工学院应用力学与工程系,广州,510275
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蜂窝材料以其优越性能,在航空航天、机械交通等诸多领域获得了广泛应用.近几十年来,有关蜂窝材料及其结构力学性能的研究,一直是学者们关注的焦点之一.Gibson 等在1982 年提出的蜂窝材料等效弹性模量公式,由于形式简单、结果理想而被广泛采用.1988 年Gibson 等对该公式又进行了修正,使之更准确、适用范围更广.然而随着相对密度和变形程度的增大,Gibson 公式将逐渐失效,此时材料力学性能分析所需的参数,只能通过实验或数值方法给出,这无疑增加了研究的难度.本文旨在通过数值模拟,建立适用于高密度蜂窝大变形的Gibson 修正公式.为此采用有限元法针对密度由低至高的6 组等壁厚正六边形蜂窝材料,分析了其变形由小到大过程中应力-应变曲线,并对其进行了数值拟合.拟合过程中,以Gibson 等1988 年的等效参数公式为基础,根据应力-应变曲线形状接近指数函数这一特点,在修正因子中引入了指数因子和多项式因子,利用最小二乘法对240 组应力-应变数据进行拟合,得到了适用于应变和密度在较大变化范围的蜂窝材料弹性大变形本构关系.该本构参数少、精度高、适用范围广,便于工程应用,并且可方便地推广到更一般的六边形蜂窝材料.
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