复合材料学报

作者：李娜, 刘述尊, 张新春, 张英杰, 齐文睿,

关键词：星-菱形负泊松比结构, 平台应力, 面内增强, 冲击响应, 能量吸收,

为进一步提高蜂窝结构的抗冲击性能和能量吸收能力，通过周期性阵列传统星形胞元和星-菱形胞元，本文构建了内凹星形蜂窝结构(Reentrant star-shaped honeycomb structures，RSH)和新型的面内增强星-菱形蜂窝结构(Enhanced star-rhombic honeycomb structures，ESH)。通过实验和有限元模拟，系统地研究了ESH在不同加载方向的面内力学响应和吸能特性。与RSH相比，准静态压缩下ESH的负泊松比特性减弱，但吸能能力显著提高。此外，结合微拓扑胞元的变形特征，揭示了低速冲击时ESH-<i>y</i>的应力-应变响应呈现双平台特征的变形机制，并讨论了结构参数<i>α</i>、<i>t</i>和<i>b</i>对平台应力的影响规律。基于高速冲击下ESH的周期性逐层坍塌变形特征和动量定理，给出了不同加载方向高速平台应力的理论解，理论结果与有限元结果吻合较好。该研究可为创新设计具有更优力学性能的新型负泊松比结构提供参考。

来源：2024年第9期

《复合材料学报》期刊编辑部

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