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基于Gibson公式修正的蜂窝材料非线性本构
  • ISSN号:1000-582X
  • 期刊名称:《重庆大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:O347[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:中山大学工学院应用力学与工程系,广州510275
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11172334); 广东省自然科学基金资助项目(031552)
中文摘要:

Gibson公式由于形式简单而被广泛应用,然而,随着六边形蜂窝材料相对密度和变形程度的增大,Gibson公式将逐渐失效。笔者通过有限元数值模拟,对不同相对密度(细长比)等壁厚正六边形蜂窝材料进行分析。定义了非线性修正因子,由数值结果可知,对于低密度蜂窝结构,非线性因子只与变形程度有关,而与密度本身无关。为此,给出了低密度蜂窝非线性修正因子的一个简便拟合式,得到了低密度蜂窝结构几何非线性本构关系。为了将该本构推广到高密度,引入了另一个非线性修正因子,并给出该非线性因子关于细长比和应变的三次多项式拟合结果,从而建立适用于应变和密度在较大变化范围的等壁厚正六边形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。此方法还可方便地推广到更一般的六边形蜂窝材料。

英文摘要:

Gibson's formula is widely used due to its simplicity.Yet,it will lose its effectiveness gradually with the increase of relative density(or the ratio of cell-wall thickness t to length L,t/L)and deformation of hexagonal honeycombs.In this paper,the right hexagonal honeycombs with uniform cells but in different densities were analyzed via finite element analysis.A nonlinear modified factor was introduced here to describe the geometric nonlinear behavior of honeycombs.It can be concluded from the numerical results that,for low density honeycombs,the nonlinear modified factor only relates to the deformation and doesn't relate to density.Then,a constitutive relation for low density honeycombs was obtained by giving a fitting formula to the modified factor.For extending this result to high density honeycombs,another nonlinear modified factor was introduced.This modified factor is dependent on both density and deformation.Similarly,a cubic polynomial was used to fit it.Consequently,the geometrical nonlinear constitutive relation which suitable to various density right hexagonal honeycombs with uniform cells wasobtained.The constitutive relation with less parameters and accurate prediction may be promising in applications.And the method used in this paper can be easily extended to general hexagonal honeycomb materials.

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期刊信息
  • 《重庆大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:重庆大学
  • 主编:王时龙
  • 地址:重庆市沙坪坝正街174号
  • 邮编:400044
  • 邮箱:cdxhz@equ.edu.cn
  • 电话:023-65102302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-582X
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1044/N
  • 邮发代号:78-16
  • 获奖情况:
  • 中国高校精品科技期刊,重庆市一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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