中国东北地壳结构的地震层析成像 被引量：4

1

作者 李洪丽 刘财 +1 位作者 田有 范豪 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期270-280,共11页

中国东北地区自晚古生代晚期以来,受古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋、太平洋构造域的叠加作用,壳幔结构极为复杂。本文收集中国东北地区国家地震台网接收的100 980个P波和91 030个S波到时数据,采用地震走时层析成像方法获得了该地区地壳P波... 中国东北地区自晚古生代晚期以来,受古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋、太平洋构造域的叠加作用,壳幔结构极为复杂。本文收集中国东北地区国家地震台网接收的100 980个P波和91 030个S波到时数据,采用地震走时层析成像方法获得了该地区地壳P波和S波速度结构,进而获得了泊松比结构,用以探讨复杂的地壳结构。成像结果显示:中国东北地区地壳地震波速度结构呈明显的横向不均匀性,不同构造单元和构造单元内部都存在不同程度的不均匀性。松辽盆地整体上浅层地壳以低速异常为主,尤其是S波速度,但部分区域分辨率较低,中下地壳存在较大范围高速异常,推测与太平洋俯冲、后撤导致的岩石圈拆沉和热物质上涌等动力学过程有关;北部的大兴安岭重力梯级带和长白山一线主要表现为低速异常,表明具有大范围的岩浆作用,广泛岩浆作用为固体矿产资源的形成提供热源或物源;长白山、五大连池等近代活动的火山下方部分地壳区域均表现了较强低地震波速度和高泊松比异常结构特征,表明仍存在活动的可能。 展开更多

关键词 地震层析成像 中国东北 地壳结构 泊松比结构 活火山

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山东地区地壳三维纵横波速度和泊松比结构及其对地震活动性的影响 被引量：3

2

作者 范建柯 丁志峰 +2 位作者 郭慧丽 苏道磊 张斌 《地震学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期921-934,共14页

基于山东及邻区丰富的P波和S波到时数据反演获得了研究区内高精度的三维纵横波速度结构和泊松比异常分布形态。结果表明:2020年济南长清M_(S)4.1地震震中位于P波、S波高低速异常和高低泊松比异常过渡带,可能是区域构造应力下长清断裂发... 基于山东及邻区丰富的P波和S波到时数据反演获得了研究区内高精度的三维纵横波速度结构和泊松比异常分布形态。结果表明:2020年济南长清M_(S)4.1地震震中位于P波、S波高低速异常和高低泊松比异常过渡带,可能是区域构造应力下长清断裂发生左旋走滑运动的结果;2003年青岛崂山M_(L)4.1地震、崂山震群、乳山震群和长岛震群等的发生可能都受到流体的强烈影响,流体沿已有的较大断裂或相对完整岩体内的裂隙侵入,诱发断裂活动或裂隙破裂,从而导致中强地震或震群活动的发生。 展开更多

关键词 山东地区 速度结构 泊松比结构 地震 震群活动 流体

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舰艇新型宏观负泊松比效应蜂窝舷侧防护结构 被引量：24

3

作者 杨德庆 马涛 张梗林 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期243-248,共6页

提出一种具有宏观负泊松比效应的新型蜂窝舷侧防护结构,通过对负泊松比效应蜂窝胞元特殊结构构型设计,实现中等弹速下良好抗爆抗冲击性能。利用有限元动力学分析软件,研究鱼雷或导弹水下对舷侧防护结构的撞击侵入和穿透过程,对比研究了... 提出一种具有宏观负泊松比效应的新型蜂窝舷侧防护结构,通过对负泊松比效应蜂窝胞元特殊结构构型设计,实现中等弹速下良好抗爆抗冲击性能。利用有限元动力学分析软件,研究鱼雷或导弹水下对舷侧防护结构的撞击侵入和穿透过程,对比研究了不同蜂窝构型、材料、胞元尺寸和胞壁厚度对舷侧结构抗冲击性能的影响。结果表明,蜂窝防护结构具有良好的抗冲击性能,负泊松比蜂窝构型较正泊松比蜂窝构型抗冲击性能更优。 展开更多

关键词 固体力学 舰船防护结构 非线性有限元 蜂窝结构 负泊松比 负泊松比结构 抗冲击

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负泊松比三明治结构填充泡沫混凝土的面内压缩性能 被引量：16

4

作者 周宏元 贾昆程 +1 位作者 王小娟 刘路 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2005-2014,共10页

为改善负泊松比三明治结构的受压破坏模式且提高其缓冲吸能能力,提出一种填充泡沫混凝土的新型复合三明治结构。在负泊松比结构中填充不同密度(409 kg/m^3、575 kg/m^3、848 kg/m3、1014 kg/m^3)的泡沫混凝土得到负泊松比填充结构,并对... 为改善负泊松比三明治结构的受压破坏模式且提高其缓冲吸能能力,提出一种填充泡沫混凝土的新型复合三明治结构。在负泊松比结构中填充不同密度(409 kg/m^3、575 kg/m^3、848 kg/m3、1014 kg/m^3)的泡沫混凝土得到负泊松比填充结构,并对无填充负泊松比结构、负泊松比填充结构和泡沫混凝土对照试块在准静态压缩下的破坏模式和吸能特性进行比较。根据荷载-位移关系和破坏模式得到以下结论:当填充物密度较小时,负泊松比填充结构能够将填充物的泊松比限制在较小的数值,胞元表现出内凹的变形模式,结构发生逐渐被压实的压缩破坏;当填充物密度较大时,结构发生"X"型剪切破坏,塑性铰区域和剪切带附近的胞壁发生断裂破坏;泡沫混凝土填充物的密度越大,填充结构的压实应变越小,吸收的能量越多,但当填充物密度超过一定值后,填充物密度的增加对负泊松比填充结构能量吸收能力的提升作用不再明显,结构的比吸能降低。 展开更多

关键词 负泊松比结构 泡沫混凝土 三明治结构 准静态压缩 破坏模式 能量吸收

原文传递

船用新型蜂窝隔振器减振性能分析 被引量：8

5

作者 张梗林 杨德庆 朱金文 《中国舰船研究》 2013年第4期52-58,共7页

利用蜂窝结构面内受力特性,设计具有宏观正泊松比和宏观负泊松比效应的新型船用蜂窝隔振器,该新型隔振器也可作为基座使用。建立蜂窝隔振系统的有限元模型,通过模态分析和频响分析,探讨其减振效果。计算结果表明,新型隔振器的减振效果良... 利用蜂窝结构面内受力特性,设计具有宏观正泊松比和宏观负泊松比效应的新型船用蜂窝隔振器,该新型隔振器也可作为基座使用。建立蜂窝隔振系统的有限元模型,通过模态分析和频响分析,探讨其减振效果。计算结果表明,新型隔振器的减振效果良好,在50 Hz以下频率范围内振级落差均能达到17 dB,具有较好的工程应用潜力。同时,探讨了隔振器面板分别采用钢与纤维复合材料时减振性能的差异,结果表明,采用复合材料面板的共振抑制效果更好。 展开更多

关键词 多孔介质材料 负泊松比结构 蜂窝结构 隔振器

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泡沫混凝土填充旋转薄壁多胞方管负泊松比结构面内压缩性能 被引量：1

6

作者 刘浩 周宏元 +1 位作者 王小娟 张宏 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期839-857,共19页

为改善薄壁金属管件的力学及吸能性能,提出了一种泡沫混凝土填充旋转薄壁多胞方管负泊松比结构(RSTFC)。对薄壁多胞方管(TMST)、旋转薄壁多胞方管(RTMST)和RSTFC试件进行准静态面内压缩试验,研究了3类不同试件的变形模式、载荷-位移曲... 为改善薄壁金属管件的力学及吸能性能,提出了一种泡沫混凝土填充旋转薄壁多胞方管负泊松比结构(RSTFC)。对薄壁多胞方管(TMST)、旋转薄壁多胞方管(RTMST)和RSTFC试件进行准静态面内压缩试验,研究了3类不同试件的变形模式、载荷-位移曲线和吸能性能。试验结果表明:TMST、RTMST和RSTFC试件均表现为压缩破坏;对比于TMST试件,RTMST试件因发生旋转变形可有效降低载荷峰值,同时吸收更多能量,压溃力效率和能量吸收分别增大了73.2%和33.6%;泡沫混凝土的存在促使铝管在试件旋转过程中发生了一定程度的变形及泡沫混凝土不断压缩变形,因此填充有200 kg/m^(3)泡沫混凝土RSTFC试件的压溃力效率和能量吸收较RTMST试件分别增大了22.5%和8.9%。基于试验验证的数值结果表明:铝管和泡沫混凝土之间承载能力的相互匹配决定了RSTFC试件的力学及吸能性能,可通过调整泡沫混凝土密度、铝管壁厚和泡沫混凝土填充方式等实现对RSTFC试件变形模式、载荷传递与吸能性能的调控。因两个周期性结构试件具有相对更高的比吸能和压溃力效率,建议在实际工程中应用。 展开更多

关键词 负泊松比结构 旋转薄壁多胞方管 泡沫混凝土 准静态压缩 变形模式 吸能性能 载荷传递

原文传递

梯度负泊松比结构填充吸能盒多工况优化设计 被引量：7

7

作者 马芳武 王强 +1 位作者 梁鸿宇 蒲永锋 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期754-761,769,共9页

汽车碰撞过程中,非理想的斜向碰撞较为普遍。本文中通过对三维负泊松比点阵结构进行多工况耐撞性研究,发现冲击角度对三维负泊松比点阵结构的耐撞性有较大影响,随着冲击角度的增大,吸能量呈下降趋势。将梯度负泊松比点阵结构作为填充材... 汽车碰撞过程中,非理想的斜向碰撞较为普遍。本文中通过对三维负泊松比点阵结构进行多工况耐撞性研究,发现冲击角度对三维负泊松比点阵结构的耐撞性有较大影响,随着冲击角度的增大,吸能量呈下降趋势。将梯度负泊松比点阵结构作为填充材料引入吸能盒设计,以吸能盒外壳厚度与内芯3个厚度梯度值为设计变量,最大综合吸能量、最小轴向峰值力和质量为优化目标,质量和设计变量为约束条件,基于多岛遗传算法进行多工况多目标优化设计。结果表明,在质量和最大峰值力增加不大的条件下,负泊松比结构填充吸能盒的综合吸能量与各冲击角度的耐撞性均得到大幅提升,优化效果显著。 展开更多

关键词 功能梯度 负泊松比结构 斜向冲击 耐撞性能

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泡沫填充四韧带反手性结构和内凹结构的面内压缩性能

8

作者 石南南 张伟晨 +4 位作者 李振宝 王利辉 刘晗 张雷 夏阳 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2935-2946,共12页

负泊松比蜂窝结构具有优良的力学性能,包括抗压痕性、抗冲击性、吸能性。为了更好地研究负泊松比结构的力学性能,分别选取了内凹结构和四韧带反手性结构两种负泊松比结构进行对比分析。为了提高蜂窝结构的力学性能,在结构中填充聚氨酯... 负泊松比蜂窝结构具有优良的力学性能,包括抗压痕性、抗冲击性、吸能性。为了更好地研究负泊松比结构的力学性能,分别选取了内凹结构和四韧带反手性结构两种负泊松比结构进行对比分析。为了提高蜂窝结构的力学性能,在结构中填充聚氨酯泡沫材料。并对填充后的内凹结构和四韧带反手性结构的变形模式和力学性能进行了试验研究。此外通过对填充四韧带反手性结构进行参数研究,分析了壁厚t和节点半径r对结构吸能性和泊松比的影响。研究结果表明:四韧带反手性结构比内凹结构的吸能性好、承载能力强。对两种结构分别进行填充后,结构具有更高的刚度和吸能性,但是“拉胀”效应减弱。随着壁厚t和节点半径r的增加,填充四韧带反手性结构的刚度和能量吸收能力增强,泊松比值增大,“拉胀”效应减弱。但是壁厚过大会使结构脆性破坏增强,其比吸能性降低。另外随着壁厚t增大、节点半径减小,填充四韧带反手性结构的压实应变减小。 展开更多

关键词 负泊松比结构 聚氨酯泡沫 能量吸收 泊松比 准静态压缩

原文传递

不同载荷边界典型负泊松比结构等效力学建模

9

作者 张焘 王立民 +3 位作者 周志坛 卞云龙 冯帅星 高靖 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期144-149,共6页

为探索不同载荷边界下典型负泊松比结构(内凹六边形结构)的力学行为,基于Euler梁理论建立了不同变形特点的弹性等效力学理论模型,并通过有限元分析揭示了变形过程、验证了理论解的准确性。结果表明,不同载荷边界下结构的变形模式不同,... 为探索不同载荷边界下典型负泊松比结构(内凹六边形结构)的力学行为,基于Euler梁理论建立了不同变形特点的弹性等效力学理论模型,并通过有限元分析揭示了变形过程、验证了理论解的准确性。结果表明,不同载荷边界下结构的变形模式不同,体现为:均布载荷作用下横梁和侧壁都发生弯曲变形,平板载荷作用时仅侧壁发生变形,集中载荷作用时弯曲变形由横梁主导。有限元分析指出,3种载荷边界下内凹六边形结构发生塑性大变形后都能实现压缩-收缩的负泊松比效应,且平板加载时结构的负泊松比效应最佳。等效泊松比的理论预测值与有限元分析结果具有较好的吻合度,弹性范围内等效泊松比在均布载荷条件下为正值、在平板载荷条件下有最大的负值、在集中载荷条件下接近于零。本研究为固体火箭等高轻量化需求装备提供了潜在方案。 展开更多

关键词 内凹六边形结构 负泊松比结构 等效力学 载荷边界 弯曲变形 有限元分析

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一种增强负泊松比结构的压电俘能器的设计与分析

10

作者 陆亚平 时岩 +1 位作者 李文彬 高强 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1182-1190,共9页

考虑到传统压电悬臂梁存在固有频率高,输出性能低的缺点,本文基于增强负泊松比结构设计了一种压电俘能器,在弹性基板中引入了负泊松比结构和X型肋骨。利用有限元方法建立了压电俘能器的动力学模型;通过数值方法进行了模态和压电耦合分析... 考虑到传统压电悬臂梁存在固有频率高,输出性能低的缺点,本文基于增强负泊松比结构设计了一种压电俘能器,在弹性基板中引入了负泊松比结构和X型肋骨。利用有限元方法建立了压电俘能器的动力学模型;通过数值方法进行了模态和压电耦合分析,并对增强负泊松比结构的俘能器进行了参数分析;搭建了实验平台,制作了压电俘能器样品,对输出性能进行验证。研究结果表明:与传统平板结构俘能器相比,增强负泊松比结构俘能器的一阶谐振频率低,输出电压和功率高,X型肋骨的加入提高了结构的刚度和非线性;相比于负泊松比结构的俘能器,X型肋骨的加入不仅改善了结构的疲劳性能,还拓宽了工作带宽。 展开更多

关键词 压电俘能器 负泊松比结构 性能分析

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内凹-星型三维负泊松比结构设计及冲击吸能特性

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作者 王玮婧 张伟明 +2 位作者 郭孟甫 杨金水 马力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期75-83,共9页

负泊松比结构因其反常的变形机制在缓冲吸能领域具有可观的应用前景。该文设计并表征了一种参数可调的新型负泊松比结构。采用理论和数值模拟相结合的研究手段,系统地研究了结构的静/动态力学性能和吸能特性。研究结果表明:新结构具有... 负泊松比结构因其反常的变形机制在缓冲吸能领域具有可观的应用前景。该文设计并表征了一种参数可调的新型负泊松比结构。采用理论和数值模拟相结合的研究手段,系统地研究了结构的静/动态力学性能和吸能特性。研究结果表明:新结构具有较好的力学性能和参数可调性;在静态压缩条件下,新型蜂窝结构具有更高的刚度和更优异的吸能性能,其比吸能值是内凹型蜂窝结构的2.64倍,是星型蜂窝结构的3.89倍;在动态冲击条件下,内凹-星型结构的吸能性能在低速时优于两种传统蜂窝结构(内凹和星型),在中高速时其吸能优势有所退化,与内凹型蜂窝结构相当,但远高于星型蜂窝结构。 展开更多

关键词 负泊松比结构 能量吸收 力学性能 有限元

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仿枪虾虾螯纵向混合负泊松比结构设计与耐撞性研究

12

作者 杨欣 王瑞祥 +2 位作者 许述财 秦豪毅 宋家锋 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第1期77-86,共10页

为提高汽车安全防护结构耐撞性,以枪虾虾螯(大螯)作为仿生原型,通过生物实验提取虾螯微观结构,设计了24种仿生混合负泊松比吸能结构。以质量比吸能(SEA)、结构平均压溃效率(CFE)、初始峰值载荷(IPF)作为评价结构耐撞性的主要指标,借助... 为提高汽车安全防护结构耐撞性,以枪虾虾螯(大螯)作为仿生原型,通过生物实验提取虾螯微观结构,设计了24种仿生混合负泊松比吸能结构。以质量比吸能(SEA)、结构平均压溃效率(CFE)、初始峰值载荷(IPF)作为评价结构耐撞性的主要指标,借助经过验证的有限元模型对设计结构仿真模拟,经过结果数据分析确定影响结构耐撞性指标的关键参数a(胞元内凹深度),结合实际工况利用加权组合综合评价方法选出最优耐撞性结构。结果显示,当a=6.80 mm时的BCDA型混合结构耐撞性能最优,优化后SEA=3.21 kJ/kg,IPF=8.58 kN,CFE=31.29%。与单一胞元结构相比,优化后混合模型IPF最高降低35.24%,SEA最高提升35.72%,CFE有所下降,最多降低47.20%。 展开更多

关键词 工程仿生学 纵向混合 负泊松比结构 耐撞性

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复合负泊松比人工骨材料胞元结构参数与力学性能的匹配

13

作者 叶建华 徐欢 +1 位作者 韦铁平 曾寿金 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期93-101,共9页

基于手性结构和内凹结构设计了一种新型复合负泊松比多孔结构;采用Ti6Al4V钛合金球状粉末,通过选区激光熔化成形技术制备了复合结构试样,基于响应曲面法研究了胞元长度与环径比(0.7~0.9)、杆径(0.4~0.6 mm)和内凹角度(60°~80°... 基于手性结构和内凹结构设计了一种新型复合负泊松比多孔结构;采用Ti6Al4V钛合金球状粉末,通过选区激光熔化成形技术制备了复合结构试样,基于响应曲面法研究了胞元长度与环径比(0.7~0.9)、杆径(0.4~0.6 mm)和内凹角度(60°~80°)及其交互作用对复合结构试样弹性模量和屈服强度的影响,获得优化的胞元结构参数。结果表明:当孔隙率为75%时,复合结构试样的弹性模量和屈服强度介于手性和内凹结构试样之间;采用小胞元长度与环径比、小杆径和大内凹角度时,复合结构试样的弹性模量较低,采用大胞元长度与环径比、大杆径和小内凹角度时,屈服强度较高;复合结构的优化参数为胞元长度与环径比0.9、内凹角度60.1°、杆径0.546 mm,预测得到该优化复合结构试样的弹性模量为3.71 GPa,与试验值(3.65 GPa)的相对误差为1.64%,说明采用响应曲面法建立的负泊松比结构参数与力学性能关系模型可靠,实测该复合结构试样的屈服强度高达210.36 MPa。 展开更多

关键词 负泊松比结构 响应曲面法 力学性能 骨小梁

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具有3D负泊松比结构填充的新型吸能盒设计与耐撞性研究

14

作者 陆欢 王小鹏 陈天宁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期188-198,共11页

针对现有吸能盒结构形式单一、缓冲吸能效果有限的问题,在现有研究的基础上,将3D负泊松比结构填充到薄壁圆管中设计一种填充圆管型吸能盒,探索汽车吸能盒结构的新构型设计,改善吸能盒的缓冲吸能性能。首先,建立了3D负泊松比结构填充方... 针对现有吸能盒结构形式单一、缓冲吸能效果有限的问题,在现有研究的基础上,将3D负泊松比结构填充到薄壁圆管中设计一种填充圆管型吸能盒,探索汽车吸能盒结构的新构型设计,改善吸能盒的缓冲吸能性能。首先,建立了3D负泊松比结构填充方管和圆管型吸能盒的几何模型,利用落锤冲击实验对3D打印加工的吸能盒样件进行了低速冲击,并建立了结构的低速冲击有限元模型,研究结果表明,结构的落锤实验结果与低速冲击仿真结果吻合较好,证明了结构低速冲击有限元模型的准确性;随后,基于有限元模型,对比分析了填充型方管、填充型圆管和原始方管吸能盒的耐撞性能,研究发现,相较于原始方管吸能盒和填充方管型吸能盒,填充圆管型吸能盒具有更低的初始峰值力、更高的平均碰撞力,综合耐撞性能更优异;最后,结合响应面方法和NSGA-Ⅱ算法,对填充圆管型吸能盒的耐撞性进行多目标优化,优化结果表明,优化后吸能盒的比吸能提高了14.7%,初始峰值应力降低了18.5%,综合耐撞性能得到了明显改善。该研究为负泊松比结构在汽车吸能盒上的应用探索提供了新的思路。 展开更多

关键词 负泊松比结构 吸能盒 耐撞性 优化设计

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基于足部有限元模型的跑鞋中底结构设计分析

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作者 周祺旋 顾冰菲 +1 位作者 楼毅 孙玥 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2024年第1期68-75,共8页

为从足部生物力学角度分析跑鞋中底结构的性能,建立了3种基于有限元模拟的足部接触仿真模型,模拟和预测不同跑鞋中底结构带来的足底软组织和足骨的应力分布情况。对受试者的右脚进行薄层CT扫描,将所得Dicom格式数据导入三维重建软件Mimi... 为从足部生物力学角度分析跑鞋中底结构的性能,建立了3种基于有限元模拟的足部接触仿真模型,模拟和预测不同跑鞋中底结构带来的足底软组织和足骨的应力分布情况。对受试者的右脚进行薄层CT扫描,将所得Dicom格式数据导入三维重建软件Mimics 21.0和逆向工程软件Geomagic Design X中进行优化处理,得到完整清晰的足部几何模型。通过网格划分软件Hypermesh对得到的足部几何模型进行网格划分,并导入有限元软件Marc进行静态数值分析。对比分析手性结构实验结果、模拟的仿真结果结果和物理实验结果,证明了有限元模型的有效性。由提取的仿真结果可知,在手性结构中,部分足底压力从足跟转移到足弓,从而释放足跟区域的压力,为足弓提供支撑,使体重分布更均匀。验证的有限元模型可用于预测跑鞋中底结构带来的足部变形和接触压力,进一步为足部疾病的临床研究提供模型支持。 展开更多

关键词 跑鞋中底 足部生物力学 足底压力 足骨应力 负泊松比结构 有限元模拟

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TPU材料负泊松比结构缓冲性能研究

16

作者 沈鲁豫 温垚珂 +2 位作者 董方栋 覃彬 徐浩然 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期291-299,共9页

针对当前防弹头盔泡沫衬垫在头盔被枪弹钝击过程中吸能不足的问题,开展3D打印负泊松比结构柔性衬垫吸能特性研究。以热塑性聚氨酯(TPU,Thermoplastic polyurethanes)为原料,采用3D打印制造TPU拉伸试件和压缩试件,进行了打印工艺参数(打... 针对当前防弹头盔泡沫衬垫在头盔被枪弹钝击过程中吸能不足的问题,开展3D打印负泊松比结构柔性衬垫吸能特性研究。以热塑性聚氨酯(TPU,Thermoplastic polyurethanes)为原料,采用3D打印制造TPU拉伸试件和压缩试件,进行了打印工艺参数(打印速度、打印温度和分层厚度等)对柔性材料力学特性影响的研究;设计了不同尺寸规格的负泊松比结构并进行了准静态压缩试验,利用有限元仿真与试验结果进行了对比。结果表明:当打印层高为0.1 mm、喷头温度为200℃、打印速度15 mm/s时,打印试件的力学特性最优;负泊松比结构的吸能能力随着水平胞壁与弯曲胞壁的长度降低而提高,随着胞壁厚度的增加而提高,与胞壁夹角无明显规律;随后通过多目标优化设计,确定了负泊松比结构胞元的最优结构,比能量吸收相较于优化前结构得到显著增加。 展开更多

关键词 负泊松比结构 力学性能 数值模拟 3D打印 多目标优化设计

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复合材料负泊松比结构等效弹性力学理论建模 被引量：1

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作者 赵昌方 GOH Kheng Lim +2 位作者 乐贵高 任杰 仲健林 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第5期87-99,共13页

为了解碳纤维增强复合材料(CFRP)超力学结构的负泊松比效应实现机理及等效弹性力学,通过结构图示分析了内凹负泊松比结构实现拉胀效应或负泊松比效应的过程;设立基本假设推导了负泊松比结构在2个面内方向的等效弹性力学理论模型;采用控... 为了解碳纤维增强复合材料(CFRP)超力学结构的负泊松比效应实现机理及等效弹性力学,通过结构图示分析了内凹负泊松比结构实现拉胀效应或负泊松比效应的过程;设立基本假设推导了负泊松比结构在2个面内方向的等效弹性力学理论模型;采用控制变量法进行几何尺寸的参数化影响规律分析;通过与实验值和模拟值对比讨论了等效泊松比理论模型的预测效果。结果表明,采用Euler梁理论建立的等效弹性力学理论模型预测区间虽能包含实验和模拟结果,但存在较大误差,仍需进一步深入。 展开更多

关键词 超力学结构 内凹结构 拉胀结构 负泊松比结构 等效弹性力学 碳纤维复合材料(CFRP)

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爆炸载荷下正弦曲边三维负泊松比夹芯板的动态响应和吸能特性

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作者 蒋舟顺 徐峰祥 +1 位作者 邹震 周谦谋 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-18,共18页

具有优异能量吸收特性的负泊松比结构在抗爆炸冲击防护领域有广阔的应用前景。为进一步提升夹芯板的抗爆性能,提出了一种在X、Y方向力学特性相同的正弦曲边三维负泊松比夹芯板用于防爆保护。采用数值模拟方法,对夹芯板在空爆载荷下的动... 具有优异能量吸收特性的负泊松比结构在抗爆炸冲击防护领域有广阔的应用前景。为进一步提升夹芯板的抗爆性能,提出了一种在X、Y方向力学特性相同的正弦曲边三维负泊松比夹芯板用于防爆保护。采用数值模拟方法,对夹芯板在空爆载荷下的动态响应和吸能特性进行了研究,分析了夹芯板塑性拉伸和弯曲对背面板变形模式和轴向偏转分布的影响,并探究了爆炸距离、炸药质量、面板厚度和芯层关键结构参数对夹芯板变形和能量吸收的影响。结果表明,在空爆载荷下,夹芯板的动态响应过程可分为芯层压缩、整体变形和自由振动3个阶段。后面板在纵向(X方向)和横向(Y方向)上的抗变形能力无明显差异。随着炸药质量增加和爆炸距离减小,夹芯板的后面板中心位移增加,芯层吸能占比减小。此外,采用薄前面板和厚后面板的夹芯板可以提高芯层的吸能占比。当分别增加相同的前、后面板厚度时,前面板厚度对减小后面板中心位移的影响更显著。当芯层厚度从0.6 mm减小至0.2 mm时,后面板中心位移减小49.0%,总能量吸收增加86.7%;芯层振幅从0.2 mm增大至1.0 mm时,后面板中心位移减小20.7%,总能量吸收大致不变;芯层高度从10 mm增大至18 mm时,后面板中心位移减小88.3%,总能量吸收增加56.9%;芯层宽长比从0.56减小至0.2时,后面板中心位移减小39%,总能量吸收增加47.4%。 展开更多

关键词 三维负泊松比结构 夹芯板 抗爆性能 能量吸收

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新型港口道路碰撞防护装置耐撞性能研究

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作者 王锐 《港口装卸》 2024年第3期53-56,共4页

为提高港口道路的运输安全性能,以双箭头负泊松比结构为填充结构设计新型港口道路碰撞防护装置,利用有限元模拟研究不同侧面碰撞工况下道路碰撞防护结构的变形模式及车辆质心位置的加速度。结果表明,该碰撞防护装置可有效地吸收碰撞冲... 为提高港口道路的运输安全性能,以双箭头负泊松比结构为填充结构设计新型港口道路碰撞防护装置,利用有限元模拟研究不同侧面碰撞工况下道路碰撞防护结构的变形模式及车辆质心位置的加速度。结果表明,该碰撞防护装置可有效地吸收碰撞冲击载荷,减小侧面碰撞时车辆的损伤程度,可为港口道路碰撞防护装置的设计提供新的思路。 展开更多

关键词 港口运输车辆 双箭头负泊松比结构 碰撞防护装置 耐撞性能

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复合材料负泊松比结构的冲击力学性能 被引量：5

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作者 赵昌方 朱宏伟 +1 位作者 任杰 仲健林 《青岛科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第5期75-80,共6页

设计了一种面内二维、空间三维的碳纤维复合材料负泊松比结构,并对其在不同冲击速度(单层板)、不同冲击位置(单层板)、不同冲击层数情景下的冲击性能进行了有限元分析.单层板不同冲击速度的仿真结果表明:碳纤维复合材料负泊松比结构的... 设计了一种面内二维、空间三维的碳纤维复合材料负泊松比结构,并对其在不同冲击速度(单层板)、不同冲击位置(单层板)、不同冲击层数情景下的冲击性能进行了有限元分析.单层板不同冲击速度的仿真结果表明:碳纤维复合材料负泊松比结构的中低速抗冲击效果优于高速冲击情况,表现为低速时发生弯曲变形和回弹现象,高速时直接发生穿透,出现压碎破坏.单层板不同冲击位置的仿真结果表明:缝隙冲击的减速效果优于板面冲击.不同冲击层数的仿真结果表明:单层、双层和三层碳纤维复合材料负泊松比结构的冲击吸能逐渐增大,但是并没有出现成倍增加的效果.所得结果有利于研究碳纤维复合材料特性与负泊松比结构之间的关系. 展开更多

关键词 负泊松比结构 碳纤维复合材料 冲击力学性能 有限元仿真

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