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负泊松比蜂窝材料抗爆炸特性及优化设计研究 被引量:12
1
作者 孙晓旺 陶晓晓 +2 位作者 王显会 李进军 王利辉 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期64-74,共11页
为了深入研究车辆底部防护组件爆炸冲击下的结构响应,提高防护型车辆的抗爆炸冲击性能,建立了某车辆底部防护组件在爆炸冲击下的有限元模型,并进行爆炸冲击台架试验验证了有限元模拟的可靠性;将内凹六边形负泊松比蜂窝材料作为防护组件... 为了深入研究车辆底部防护组件爆炸冲击下的结构响应,提高防护型车辆的抗爆炸冲击性能,建立了某车辆底部防护组件在爆炸冲击下的有限元模型,并进行爆炸冲击台架试验验证了有限元模拟的可靠性;将内凹六边形负泊松比蜂窝材料作为防护组件的夹芯部分,分析负泊松比蜂窝材料在爆炸冲击下的变形模式,并对比了同等质量的其他3种防护组件的抗爆炸冲击性能。结果表明,含有负泊松比蜂窝夹芯的防护组件具有更优的抗爆性能。建立了以内凹六边形负泊松比蜂窝胞元尺寸参数为设计变量的多目标优化问题的数学模型,采用多目标遗传算法获得胞元几何参数的最优方案,有效降低了防护组件基板的最大挠度和最大动能。 展开更多
关键词 负泊松比 蜂窝材料 抗爆炸冲击 多目标优化
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基于旋转三角形模型的负泊松比蜂窝材料面内动态压溃行为数值模拟 被引量:9
2
作者 卢子兴 武文博 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期153-160,共8页
为提升蜂窝材料的动态力学性能,在旋转三角形变形构型基础上,针对不同旋转角建立了对应的蜂窝结构模型。利用这些蜂窝模型通过有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA数值模拟了不同旋转角的蜂窝在冲击载荷作用下的面内动态压溃行为;同时考虑冲击... 为提升蜂窝材料的动态力学性能,在旋转三角形变形构型基础上,针对不同旋转角建立了对应的蜂窝结构模型。利用这些蜂窝模型通过有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA数值模拟了不同旋转角的蜂窝在冲击载荷作用下的面内动态压溃行为;同时考虑冲击速度的影响,研究了旋转角和冲击速度对其变形模式以及平台应力的影响规律,并对比分析了旋转三角形蜂窝的吸能特性。结果表明:旋转三角形蜂窝的变形过程一般可分为旋转变形和坍塌变形两个阶段,其应力-应变曲线具有"两段式应力平台"特征,且表现出明显的动态拉胀效应;当旋转角增大或冲击速度提高到某个临界值后,其应力-应变曲线只具有一个平台段,动态拉胀效应逐渐减弱;在不同冲击速度下,通过与相对密度相同的正六边形蜂窝相比较,旋转三角形蜂窝具有更好的能量吸收能力。 展开更多
关键词 蜂窝材料 拉胀蜂窝 动态压溃 旋转三角形模型 负泊松比 有限元
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梯度厚度负泊松比蜂窝材料面内冲击特性 被引量:10
3
作者 袁敏 徐峰祥 龚铭远 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期192-199,共8页
通过引入梯度厚度的概念,研究了具有梯度胞元厚度的内凹六边形蜂窝材料的面内冲击性能,探讨了梯度厚度对蜂窝材料能量吸收性能的影响规律,进一步对梯度厚度负泊松比蜂窝材料的吸能特性进行了优化设计。仿真结果表明,具有正向厚度梯度的... 通过引入梯度厚度的概念,研究了具有梯度胞元厚度的内凹六边形蜂窝材料的面内冲击性能,探讨了梯度厚度对蜂窝材料能量吸收性能的影响规律,进一步对梯度厚度负泊松比蜂窝材料的吸能特性进行了优化设计。仿真结果表明,具有正向厚度梯度的内凹六边形蜂窝材料拥有更好的能量吸收与抗冲击性能。通过多岛遗传算法对梯度厚度内凹六边形蜂窝材料面内冲击下的平台应力与质量能量吸收率进行了优化。优化结果表明,在车辆的蜂窝吸能构件设计中,可以通过合理安排蜂窝材料的厚度梯度来提高部件的面内冲击性能。 展开更多
关键词 负泊松比 蜂窝材料 梯度厚度 面内冲击 优化设计
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某太阳能无人机复合材料机身结构梁选型与优化 被引量:7
4
作者 曹岩 沈冰 刘红军 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第7期205-208,212,共5页
以某新型太阳能无人机作为研究对象,利用ABAQUS有限元软件,针对最大载荷工况对该型太阳能无人机的复合材料机身结构进行了有限元分析。首先利用有限元方法对所使用的蜂窝结构等效为正交各向异性层,并对其力学特性进行等效计算。然后分... 以某新型太阳能无人机作为研究对象,利用ABAQUS有限元软件,针对最大载荷工况对该型太阳能无人机的复合材料机身结构进行了有限元分析。首先利用有限元方法对所使用的蜂窝结构等效为正交各向异性层,并对其力学特性进行等效计算。然后分别针对管梁、箱型梁、工字梁三种形式机身主梁结构的静强度进行计算,并对结果加以对比,结合实际情况选择更为合理的主梁形式,计算该型梁的设计参数对强度的影响趋势,为该机身结构的深入设计与后续优化提供参考。 展开更多
关键词 机身结构 复合材料 蜂窝结构 有限元 静力分析
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蜂窝材料冰结加工技术试验研究 被引量:7
5
作者 韩变枝 邱坤贤 +3 位作者 安庆龙 明伟伟 陈明 王栋 《工具技术》 北大核心 2017年第12期14-18,共5页
蜂窝材料属于难加工材料,其加工方法和固持方法对加工质量有着重要影响。本文介绍了蜂窝芯的结构性能特点,阐述了装夹蜂窝芯的方法。试验采用硬质合金圆刀片组合铣刀对冰结夹持条件下的铝基蜂窝材料进行高速铣削,分析了切削参数对切削... 蜂窝材料属于难加工材料,其加工方法和固持方法对加工质量有着重要影响。本文介绍了蜂窝芯的结构性能特点,阐述了装夹蜂窝芯的方法。试验采用硬质合金圆刀片组合铣刀对冰结夹持条件下的铝基蜂窝材料进行高速铣削,分析了切削参数对切削力和切削温度的影响规律以及加工缺陷的形成原因,验证了冰结法对蜂窝材料的固持效果。试验结果表明:蜂窝芯表面质量有较大提高,有效抑制了加工缺陷;获得了切削参数对切削力和切削温度的影响规律。该方法提高了蜂窝芯强度,改善了断屑方式,并为低温加工为面内强度小、刚度弱的薄壁金属基蜂窝芯高效加工提供了新方法。 展开更多
关键词 蜂窝材料 冰结法 铣削试验
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雷达罩变厚度蜂窝展开加工的几何学方法 被引量:6
6
作者 李兴德 周春苹 +1 位作者 王敏 裘进浩 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期58-61,41,共5页
高性能宽频带雷达罩的三维变厚度蜂窝通常由三维模具及五轴机床进行加工,这种方法周期长,费用大,且不灵活。本文采用的方法是,先将雷达罩三维空间曲面离散成窄带面,再把窄带面离散成一系列的三角形面,然后利用蜂窝材料在面内易于变形的... 高性能宽频带雷达罩的三维变厚度蜂窝通常由三维模具及五轴机床进行加工,这种方法周期长,费用大,且不灵活。本文采用的方法是,先将雷达罩三维空间曲面离散成窄带面,再把窄带面离散成一系列的三角形面,然后利用蜂窝材料在面内易于变形的特性,用数学展开方法结合平面等面积变形方法,把三维空间带状曲面族展开成平面形状,使每个空间曲面上的点都有对应的平面上的点,原来三维加工时需要的(X/Y/Z/T)四个自由度,经过本文的变换,成了(X*/Y*/T)。这样降低了对加工设备及加工工装的要求,也增加了维修条件下变厚度蜂窝芯加工的灵活性,节约了加工的时间和费用。 展开更多
关键词 变厚度 蜂窝材料 夹层结构雷达罩 展开蜂窝加工
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蜂窝材料的弹性波传播特性 被引量:7
7
作者 甄妮 闫志忠 汪越胜 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期769-775,共7页
通过研究蜂窝材料的弹性波频散关系,分析了其弹性波传播特性.采用基于小波理论的分析方法,将材料参数和位移均展开为双正交周期小波基函数的形式,利用Bloch定理将波动方程转化为特征值方程,求解该方程得到3种典型结构——正方、三角与... 通过研究蜂窝材料的弹性波频散关系,分析了其弹性波传播特性.采用基于小波理论的分析方法,将材料参数和位移均展开为双正交周期小波基函数的形式,利用Bloch定理将波动方程转化为特征值方程,求解该方程得到3种典型结构——正方、三角与六角排列的铝(Al)和聚丙烯(PP)蜂窝材料的频散关系,并进行了比较分析.结果显示:结构形式的不同显著地影响其波动特性,而制作材料的不同则没有影响;3种结构形式都不存在完全带隙,但正方和三角形结构在一定的传播方向范围内存在方向带隙,而六角形结构则在任何方向都不存在方向带隙;与正方结构相比,三角结构在相同孔隙率下,在更广的传播方向内和更低的频率下,能产生较宽的方向带隙. 展开更多
关键词 弹性波 蜂窝材料 周期结构 小波理论 频散关系
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基于Miura折纸的蜂窝材料共面缓冲性能研究 被引量:7
8
作者 马瑞君 王玉涛 +2 位作者 李萌 冯健 蔡建国 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第1期48-55,共8页
针对当前铝蜂窝材料在共面缓冲性能方面的不足,基于已有的内凹六边形蜂窝和Miura折纸单元,提出了一种改进型内凹六边形蜂窝材料。利用有限元软件,建立了3种有限元模型并进行了共面和异面方向的准静态压缩模拟,获得了3种模型在2种工况条... 针对当前铝蜂窝材料在共面缓冲性能方面的不足,基于已有的内凹六边形蜂窝和Miura折纸单元,提出了一种改进型内凹六边形蜂窝材料。利用有限元软件,建立了3种有限元模型并进行了共面和异面方向的准静态压缩模拟,获得了3种模型在2种工况条件下的变形模式和表征缓冲性能的平台应力值。基于所提蜂窝材料,设计了一种折纸型二级缓冲结构并进行了有限元分析。分析表明,提出的改进型内凹六边形蜂窝具有三维负泊松比特性,该性能使蜂窝在共面压缩时具有更高的平台应力;二级缓冲结构满足飞行器在正常着陆工况和特殊严苛着陆工况的不同缓冲性能要求。 展开更多
关键词 缓冲性能 蜂窝材料 共面压缩 Miura折纸 负泊松比
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热波检测碳纤维蜂窝材料脱粘缺陷的边缘识别 被引量:5
9
作者 刘波 张存林 +4 位作者 冯立春 李艳红 丁友福 徐义广 金万平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期211-213,273,共4页
利用红外热波无损检测技术可以快速、有效、直观地检测碳纤维蒙皮与蜂窝芯界面脱粘缺陷。对缺陷进行定量化检测研究过程中,基于热波原理推导出的公式,易于实现缺陷深度的测量。采用了两种方法检测缺陷的大小,实验表明,利用Canny边缘算... 利用红外热波无损检测技术可以快速、有效、直观地检测碳纤维蒙皮与蜂窝芯界面脱粘缺陷。对缺陷进行定量化检测研究过程中,基于热波原理推导出的公式,易于实现缺陷深度的测量。采用了两种方法检测缺陷的大小,实验表明,利用Canny边缘算子检测边缘,检测性能好,缺陷形状可视程度高,实验结果还可作为测量浅表下缺陷大小的参考依据。 展开更多
关键词 红外热波 边缘检测 蜂窝材料 CANNY算子
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内凹弧形蜂窝夹芯板低速弹道冲击试验与数值仿真 被引量:2
10
作者 杨姝 陈鹏宇 +2 位作者 江峰 裴连政 亓昌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期255-262,297,共9页
面向弹道冲击防护,设计制备了1060铝合金材质的内凹弧形(re-entrant circular,REC)和传统内凹(re-entrant,RE)六边形蜂窝夹芯板。采用钢质圆柱弹低速冲击试验结合有限元数值仿真,研究对比了两类蜂窝夹芯板的低速弹道冲击动态响应与防护... 面向弹道冲击防护,设计制备了1060铝合金材质的内凹弧形(re-entrant circular,REC)和传统内凹(re-entrant,RE)六边形蜂窝夹芯板。采用钢质圆柱弹低速冲击试验结合有限元数值仿真,研究对比了两类蜂窝夹芯板的低速弹道冲击动态响应与防护性能。进而,利用经验证的有限元模型,仿真分析着靶速度对两类蜂窝夹芯板的低速弹道冲击最大永久压缩量、局部泊松比值和各部件吸能占比的影响。最后,分析了REC蜂窝胞元的圆弧胞壁半径、胞元长度等结构参数对夹芯板低速弹道冲击响应的影响。结果表明:相比RE蜂窝,REC蜂窝夹芯板在相同弹道冲击载荷下最大永久压缩量更小,抗弹性能更优,并且低速下优势更显著;随着胞元长度和圆弧胞壁半径减小,REC蜂窝夹芯板的抗弹性能可进一步提升。 展开更多
关键词 蜂窝材料 夹芯板 弹道冲击 负泊松比 数值仿真
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金属蜂窝材料的弹塑性屈曲临界应力值 被引量:5
11
作者 刘强 黄争呜 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2008年第4期515-520,共6页
本文参考Hexcel公司生产的各种规格的金属蜂窝芯,讨论了金属蜂窝芯夹层板承受单轴面外压力时的屈曲模式,发现大多数商用金属蜂窝夹层板受到面外压力作用时发生弹塑性屈曲。基于二维蜂窝结构的代表性单元,建立了金属蜂窝材料弹塑性屈曲... 本文参考Hexcel公司生产的各种规格的金属蜂窝芯,讨论了金属蜂窝芯夹层板承受单轴面外压力时的屈曲模式,发现大多数商用金属蜂窝夹层板受到面外压力作用时发生弹塑性屈曲。基于二维蜂窝结构的代表性单元,建立了金属蜂窝材料弹塑性屈曲的力学模型,进而推导出其临界应力显式公式。该公式反映了蜂窝材料的几何特征及其母材的力学性能,并通过单参数表征金属蜂窝材料的弹塑性屈曲特性。本文还探讨了相对密度和开度角对金属蜂窝材料弹塑性屈曲值的影响规律。最后,通过与已有理论结果和实验结果的比较证实:本文采用的屈曲模式合理,与实验测定值符合较好表明理论预测公式有一定应用价值。 展开更多
关键词 蜂窝材料 夹层板 弹塑性屈曲
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镍基合金蜂窝材料冰固持条件下的超低温铣削研究 被引量:4
12
作者 王凤彪 侯博 +2 位作者 袁凯 吴迪 周连杰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期888-894,共7页
由于低刚度航天用薄壁镍基合金蜂窝材料在机械加工后常伴有卷曲、开焊、塌边等缺陷,故需改进其固持和加工方法。将该材料进行冰固持方法处理,采用数控铣床进行高速超低温加工。分析蜂窝铣削性能和加工缺陷产生原因,揭示冰固持超低温铣... 由于低刚度航天用薄壁镍基合金蜂窝材料在机械加工后常伴有卷曲、开焊、塌边等缺陷,故需改进其固持和加工方法。将该材料进行冰固持方法处理,采用数控铣床进行高速超低温加工。分析蜂窝铣削性能和加工缺陷产生原因,揭示冰固持超低温铣削机理。试验结果表明:相比于传统固持加工方式,冰固持超低温铣削后,蜂窝表面质量有很大提高,相关加工缺陷得到了有效抑制,切削深度对表面质量影响较大;获得了加工参数对铣削力影响顺序:切深最大,可提高3倍,其次为主轴转速,进给速度最小。该方法提高了蜂窝强度,改善了断屑方式。冰固持超低温工艺为面内径向等效强度小、低刚度薄壁金属蜂窝材料的高效加工提供了新方法。 展开更多
关键词 机械制造工艺与设备 镍基合金 蜂窝材料 缺陷 冰固持 铣削力 等效强度
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蜂窝材料增强聚氨酯硬泡 被引量:1
13
作者 李彦涛 肖继君 赵俊芳 《聚氨酯工业》 1998年第2期32-34,共3页
介绍了蜂窝增强聚氨酯硬泡复合材料的制备工艺,并讨论了其影响因素,说明了这一材料的用途及发展前景。
关键词 蜂窝材料 聚氨酯 泡沫塑料 复合材料
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含等效偶应力的蜂窝材料面内变形等效本构方程 被引量:3
14
作者 张培源 严波 《重庆大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1994年第1期13-17,共5页
用等效偶应力和不对称的等效应力描写了蜂窝材料面内变形的等效本构方程。
关键词 蜂窝材料 偶应力 等效本构方程
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雷达罩变厚度蜂窝展开加工的力学约束 被引量:1
15
作者 李兴德 周春苹 裘进浩 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期70-73,共4页
在文献[1]中,雷达罩变厚度蜂窝展开加工后被铺贴到模具上。本文针对蜂窝中的应力应变,运用几何学及力学的综合方法进行力学推导,得到蜂窝的应力应变数据,并确定雷达罩蜂窝展开加工的力学约束条件,从而对不同的雷达罩蜂窝材料加工的合理... 在文献[1]中,雷达罩变厚度蜂窝展开加工后被铺贴到模具上。本文针对蜂窝中的应力应变,运用几何学及力学的综合方法进行力学推导,得到蜂窝的应力应变数据,并确定雷达罩蜂窝展开加工的力学约束条件,从而对不同的雷达罩蜂窝材料加工的合理尺寸给出合理的判据。这种方法避免了传统的有限元方法中的复杂的有限元建模过程,也避免了有限元计算中的误差。在针对FEMAP程序二次开发后,本文的计算结果在FEMAP(参考文献[2])有限元软件中得到形象的显示,使二次开发的程序与有限元模型之间相互联通。 展开更多
关键词 变厚度 蜂窝材料 夹层结构雷达罩 展开蜂窝加工 力学约束条件
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蜂窝板状材料反平面变形的等效本构方程 被引量:1
16
作者 张培源 严波 蒋晗 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1995年第5期20-24,共5页
用含等效偶应力的极性介质模型讨论蜂窝板状材料的反平面问题,提出含偶应力和应力的等效本构方程。用这个等效本构方程分析一维静力学问题表明,同时忽略应力与扭曲和偶应力与应变的本构联系,可以得到简洁准确的分析结果。
关键词 偶应力 反平面变形 本构方程 蜂窝板状材料
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航空发动机用蜂窝材料应变率相关本构模型及应用研究 被引量:2
17
作者 孟卫华 王建军 +2 位作者 米栋 汪文君 郭伟国 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第6期665-671,共7页
针对典型航空发动机涡轮机匣防叶片刮磨的蜂窝材料,阐述了常用的蜂窝等效模型和J-C(Johnson-Cook)模型,将两种材料模型应用于蜂窝冲击试验的仿真分析,并与试验结果进行了对比.结果表明,通过合理的参数标定及简化假设,J-C模型可提供满意... 针对典型航空发动机涡轮机匣防叶片刮磨的蜂窝材料,阐述了常用的蜂窝等效模型和J-C(Johnson-Cook)模型,将两种材料模型应用于蜂窝冲击试验的仿真分析,并与试验结果进行了对比.结果表明,通过合理的参数标定及简化假设,J-C模型可提供满意的仿真结果,其中蜂窝损伤预测与试验结果很好地吻合.鉴于其使用相对简单,同时能够提供足够的预测精度,在航空发动机叶片与蜂窝的刮磨仿真分析工程应用中值得推荐. 展开更多
关键词 航空发动机 蜂窝材料 应变率相关 J-C模型
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芳香族聚噁二唑纤维及其在轨道交通领域的应用前景 被引量:2
18
作者 刘鹏清 吴萌 +1 位作者 李文涛 徐建军 《合成纤维工业》 CAS 2019年第6期63-69,共7页
简述了我国具有独立自主知识产权的高性能纤维—芳香族聚噁二唑(POD)纤维的发展现状;重点介绍了POD纤维的结构及其耐热性、阻燃性、绝缘性等综合性能,以及POD纤维在轨道交通领域的应用前景。目前,POD纤维的产品主要有POD短纤维、POD短... 简述了我国具有独立自主知识产权的高性能纤维—芳香族聚噁二唑(POD)纤维的发展现状;重点介绍了POD纤维的结构及其耐热性、阻燃性、绝缘性等综合性能,以及POD纤维在轨道交通领域的应用前景。目前,POD纤维的产品主要有POD短纤维、POD短切纤维,衍生的产品有POD纱线、耐高温阻燃织物、耐高温绝缘纸、绝缘纸板、蜂窝结构材料等。POD纤维具备良好的热稳定性、电绝缘性、阻燃性、耐化学腐蚀等性能。与间位芳纶的应用相比,POD纤维作为一种新型的高性能材料,目前仅应用于耐高温防护织物和高温除尘袋领域,未来在轨道交通所需的绝缘材料、蜂窝材料、阻燃织物等方面具有较大的应用潜力,在轨道列车的安全性、可靠性、舒适性、轻量化等方面将会发挥重要作用。 展开更多
关键词 芳香族聚噁二唑纤维 轨道交通 绝缘纸 蜂窝材料 阻燃织物
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动车组蜂窝地板参数化仿真系统开发及应用 被引量:1
19
作者 刘伟 孙林峰 《装备制造技术》 2020年第8期121-124,139,共5页
利用ABAQUS软件的计算内核,采用PYTHON语言开发了基于ABAQUS平台的蜂窝夹层板结构的参数化强度仿真系统,找出了某型动车组铝蜂窝地板试件的力学特性。经与试验结果对比表明,二者的数据吻合度较高,验证了仿真结果的准确性。
关键词 蜂窝材料 参数化 仿真
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飞轮电池用多孔材料防护壳研究
20
作者 汤双清 刘洋 何俊杰 《机械工程师》 2019年第2期21-24,共4页
针对常见的刚性板状及网状防护壳难以适用于飞轮电池中磁轴承支承高速旋转件的应用场合,在现阶段多孔材料研究的基础上,应用几种典型胞元构型的多孔材料对飞轮电池防护外壳进行设计。运用有限元仿真技术对比了几种不同胞元类型的多孔材... 针对常见的刚性板状及网状防护壳难以适用于飞轮电池中磁轴承支承高速旋转件的应用场合,在现阶段多孔材料研究的基础上,应用几种典型胞元构型的多孔材料对飞轮电池防护外壳进行设计。运用有限元仿真技术对比了几种不同胞元类型的多孔材料的抗冲击特性;提出了飞轮电池的防护方法;并对防护壳进行了仿真验证校核。结果显示,多孔材料防护壳性能可满足飞轮电池防护要求。 展开更多
关键词 多孔材料 蜂窝材料 飞轮电池防护壳 显示动力学
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