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负泊松比材料和结构的研究进展 被引量：93
1
作者 任鑫 张相玉 谢亿民 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期656-687,共32页
负泊松比材料和结构具有特殊的力学性能,在单轴压力(拉力)作用下发生横向收缩(膨胀).其在抗剪承载力、抗断裂性、能量吸收和压陷阻力等方面比传统材料更有优势,因而负泊松比材料在医疗设备、传感器、防护设备、航空航海及国防工程等领... 负泊松比材料和结构具有特殊的力学性能,在单轴压力(拉力)作用下发生横向收缩(膨胀).其在抗剪承载力、抗断裂性、能量吸收和压陷阻力等方面比传统材料更有优势,因而负泊松比材料在医疗设备、传感器、防护设备、航空航海及国防工程等领域有广泛的应用前景,但目前负泊松比材料的应用与普及仍面临一些挑战.本文广泛讨论了国内外关于负泊松比材料的研究成果并介绍了负泊松比材料的最新进展,将负泊松比材料大体概括为以下4类:天然负泊松比材料、胞状负泊松比材料、金属负泊松比材料、多重和复合负泊松比材料.主要介绍了各种负泊松比材料的内部结构、负泊松比机理、力学性能以及在各行各业的新发明、新应用.针对目前负泊松比材料研究理论和实验成果多,而实际应用仍然较少的情况,指出了负泊松比材料的缺点及其推广所面临的挑战.目前负泊松比材料面临的主要问题是制造成本高、孔隙率大而承载力不足以及仅适用于小应变情况等.本文针对此情况详细介绍了金属负泊松比材料及其设计和制作的方法,改善负泊松比材料的不足并推广其应用. 展开更多
关键词 负泊松比材料 负泊松比 力学性能 超材料 结构
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负泊松比材料与结构的力学性能研究及应用 被引量：69
2
作者 杨智春 邓庆田 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期335-350,共16页
本文综述了负泊松比材料与结构研究的发展过程,包括负泊松比材料拉伸膨胀理论研究、天然和人工制备负泊松比材料与结构的力学性能研究、负泊松比材料与结构的制备以及其在各个领域的广泛应用,并对未来负泊松比材料与结构的力学性能研究... 本文综述了负泊松比材料与结构研究的发展过程,包括负泊松比材料拉伸膨胀理论研究、天然和人工制备负泊松比材料与结构的力学性能研究、负泊松比材料与结构的制备以及其在各个领域的广泛应用,并对未来负泊松比材料与结构的力学性能研究及应用进行了展望. 展开更多
关键词 负泊松比材料 力学性能 多孔材料 拉伸膨胀
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负泊松比超材料研究进展 被引量：58
3
作者 于靖军 谢岩 裴旭 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第13期1-14,共14页
超材料自21世纪初诞生以来,历经近20年的发展已逐渐发展成为新材料技术的一个重要学科。近年来,功能迥异的超材料在各个领域层出不穷,综述了声、光、热、力、电磁学超材料的发展历史概况。针对机械超材料中的负泊松比超材料,从负泊松比... 超材料自21世纪初诞生以来,历经近20年的发展已逐渐发展成为新材料技术的一个重要学科。近年来,功能迥异的超材料在各个领域层出不穷,综述了声、光、热、力、电磁学超材料的发展历史概况。针对机械超材料中的负泊松比超材料,从负泊松比结构的变形机理角度,着重详述了内凹多边形结构、旋转刚体结构、手性结构等物理模型。对基于负泊松比胞元结构的热学和声学超材料,从功能原理到基本特性进行了系统性的调研,综述分析了其研究现状,并对负泊松比超材料未来面临的挑战与发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 负泊松比 超材料 胞元结构 柔性机构
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负泊松比结构力学设计、抗冲击性能及在车辆工程应用与展望 被引量：33
4
作者 吴文旺 肖登宝 +9 位作者 孟嘉旭 刘凯 牛迎浩 薛睿 张鹏 丁文杰 叶璇 凌雪 毕颖 夏勇 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期611-638,共28页
轻量化多功能负泊松比结构由于具有优异的可设计性、拉胀特性、剪切模量、断裂韧性、抗冲击吸能、减震降噪等特性,在车辆吸能结构设计和多功能优化方面具有巨大的应用潜力.本文详细综述了负泊松比结构的力学设计及其在车辆工程中的典型... 轻量化多功能负泊松比结构由于具有优异的可设计性、拉胀特性、剪切模量、断裂韧性、抗冲击吸能、减震降噪等特性,在车辆吸能结构设计和多功能优化方面具有巨大的应用潜力.本文详细综述了负泊松比结构的力学设计及其在车辆工程中的典型应用:(1)负泊松比基本概念及其力学特性,以及近几十年来的快速发展趋势;(2)负泊松比材料与结构构型设计方法的基本分类、负泊松比泡沫材料微结构特征及制备工艺、负泊松比复合材料设计方法的基本发展历程以及前沿人工智能设计方法;(3)针对典型负泊松比结构的力学设计进行详细介绍,主要包括手性结构、方格旋转结构、双箭头内凹结构、内凹蜂窝结构、拉伸扭转效应负泊松比结构等;(4)负泊松比材料与结构的冲击吸能特性及相关的实验、理论和模拟研究;(5)负泊松比材料与结构在汽车轻量化设计领域的典型应用,主要包括汽车吸能盒、B柱、发动机罩、安全带、悬架、免充气轮胎等典型吸能结构件;(6)负泊松比结构在汽车工程中的应用前景,所面临技术挑战和巨大应用潜力. 展开更多
关键词 负泊松比 拉胀 冲击吸能 车辆轻量化
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一种有负泊松比效应的二维多胞材料力学模型 被引量：25
5
作者 卢子兴 赵亚斌 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期594-597,共4页
负泊松比多胞材料具有独特的力学性能,有着良好的应用前景.基于旋转机制,提出了一种具有负泊松比效应的、由部分内凹以及部分规则六边形组成的二维多胞材料力学模型;预测了模型的泊松比及刚度系数随角度的变化关系,计算了该模型的剪应变... 负泊松比多胞材料具有独特的力学性能,有着良好的应用前景.基于旋转机制,提出了一种具有负泊松比效应的、由部分内凹以及部分规则六边形组成的二维多胞材料力学模型;预测了模型的泊松比及刚度系数随角度的变化关系,计算了该模型的剪应变,并通过能量法给出了其弹性本构方程.结果表明该力学模型不但能产生负的泊松比,而且还可导致大于1的正泊松比及呈现“负刚度”特征;通过调整模型胞壁长度的比值和特征角的大小可以改变模型的刚度系数.这些结果对二维多胞材料的微结构设计具有一定的工程参考价值. 展开更多
关键词 多胞材料 泡沫 负泊松比 刚度 本构关系
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负泊松比材料研究进展 被引量：21
6
作者 史炜 杨伟 +2 位作者 李忠明 谢邦互 杨鸣波 《高分子通报》 CAS CSCD 2003年第6期48-57,共10页
介绍了近年来材料科学的一大热点———负泊松比材料的研究概况 ,通过讨论负泊松比材料的微观结构与形变机理 ,阐述了该材料所具有的特殊物理机械性能 ,并通过与普通材料的性能的比较 ,指出了此类材料所具有的巨大应用前景和实用价值。
关键词 负泊松比材料 研究进展 微观结构 形变机理 复合材料
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负泊松比柔性蜂窝结构在变体机翼中的应用 被引量：25
7
作者 颜芳芳 徐晓东 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期542-546,共5页
提出一种负泊松比柔性蜂窝结构,建立了柔性蜂窝蒙皮结构的力学分析模型,研究了柔性蜂窝结构参数对面内变形能力和面外承载能力的影响,并对结果进行了有限元仿真分析与试验验证。试验结果表明,负泊松比蜂窝结构具有较大的面内变形能力,... 提出一种负泊松比柔性蜂窝结构,建立了柔性蜂窝蒙皮结构的力学分析模型,研究了柔性蜂窝结构参数对面内变形能力和面外承载能力的影响,并对结果进行了有限元仿真分析与试验验证。试验结果表明,负泊松比蜂窝结构具有较大的面内变形能力,其结构变形具有特殊的拉涨特性,采用负泊松比柔性蜂窝结构的变体机翼具有改善无人机起降性能的潜力。 展开更多
关键词 变体机翼 柔性蜂窝 面内变形 力学性能 负泊松比
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负泊松比蜂窝抗冲击性能分析 被引量：23
8
作者 侯秀慧 尹冠生 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期905-910,共6页
对一种新型蜂窝结构-负泊松比多凹角蜂窝及凹角蜂窝的面内抗冲击性能进行了系统分析。首先利用有限元软件Ansys/LS-DYNA分析了多凹角蜂窝及凹角蜂窝结构在不同速度冲击荷载作用下的变形模态,揭示了凹角蜂窝结构特有的负泊松比效应对提... 对一种新型蜂窝结构-负泊松比多凹角蜂窝及凹角蜂窝的面内抗冲击性能进行了系统分析。首先利用有限元软件Ansys/LS-DYNA分析了多凹角蜂窝及凹角蜂窝结构在不同速度冲击荷载作用下的变形模态,揭示了凹角蜂窝结构特有的负泊松比效应对提高其抗冲击强度的作用机制;随后根据经典理论模型,得出凹角蜂窝结构动力学强度的经验公式,与有限元结果的对比分析验证了所得理论经验公式的有效性,同时凹角蜂窝较传统正六边形蜂窝结构更高的动力学强度揭示了凹角蜂窝结构更优的吸能效果。 展开更多
关键词 多凹角蜂窝 有限元模拟 负泊松比 动力学强度 经验公式
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负泊松比材料的结构与性能 被引量：15
9
作者 杨呜波 阳霞 +1 位作者 李忠明 冯建民 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期15-18,24,共5页
介绍了负泊松比材料的种类、性能、用途、微观结构、测试手段及应用前景 。
关键词 负泊松比材料 结构 性能 种类 微观结构 测试方法
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新型负泊松比多孔吸能盒平台区力学性能 被引量：20
10
作者 张伟 侯文彬 胡平 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期534-541,共8页
提出了一种具有负泊松比效应的汽车前纵梁吸能盒(NPRC)结构,通过对元胞平台区的失效模式和平台应力的分析,研究了此结构在失效时的力学性能,即等效弹性模量和平台应力在面内加载过程中均能得到一定程度的增强,表现出较好的能量吸收能力... 提出了一种具有负泊松比效应的汽车前纵梁吸能盒(NPRC)结构,通过对元胞平台区的失效模式和平台应力的分析,研究了此结构在失效时的力学性能,即等效弹性模量和平台应力在面内加载过程中均能得到一定程度的增强,表现出较好的能量吸收能力。根据NPRC元胞在平台区的力学模型,分别建立了发生弹性屈曲和塑性塌陷时的临界应力公式,得出塑性塌陷是该结构的主要失效模式。通过Matlab程序建立了NPRC元胞的参数化有限元模型,研究了元胞几何参数与平台应力的关系,即元胞的平台应力与长度系数和元胞夹角呈反比,与厚度系数呈正比。通过NPRC结构3×3样件的面内轴向准静态压缩实验验证了有限元分析结果,实验结果表明:NPRC样件等效负泊松比为-11.97,产生密实化现象,平台应力的峰值随着应变的增加逐渐增大,这对提高能量吸收性能具有重要的研究意义。 展开更多
关键词 负泊松比 吸能盒 多孔结构 平台应力 塑性塌陷
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负泊松比结构纺织材料的研究进展 被引量：19
11
作者 周铭 杜赵群 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期99-108,共10页
从负泊松比泡沫与负泊松比聚合物的结构着手,揭示了负泊松比材料微观结构内凹的凹角结构和内旋的折叠结构为材料具有负泊松比效应的本质,是负泊松比纺织材料的结构设计理念。对高聚物合成纤维、纱线与织物等负泊松比纺织材料的结构进行... 从负泊松比泡沫与负泊松比聚合物的结构着手,揭示了负泊松比材料微观结构内凹的凹角结构和内旋的折叠结构为材料具有负泊松比效应的本质,是负泊松比纺织材料的结构设计理念。对高聚物合成纤维、纱线与织物等负泊松比纺织材料的结构进行了分析。结果表明:负泊松比纤维的结构基础为内凹的凹角结构和内旋的折叠结构,负泊松比纱线的结构基础为内旋的折叠结构,负泊松比织物的结构基础为内凹的凹角结构和内旋的折叠结构,与负泊松比高分子材料的微观结构相似。通过对负泊松比材料的结构研究和发展现状分析,可提升纺织材料技术,增加新功能纺织品。 展开更多
关键词 负泊松比 内凹与内旋 高聚物 泡沫 纺织材料
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任意负泊松比超材料结构设计的功能基元拓扑优化法 被引量：18
12
作者 秦浩星 杨德庆 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1014-1023,共10页
基于拓扑优化方法,提出了设计具有任意负泊松比超材料及结构的功能基元拓扑优化法。针对功能基元的不同初始拓扑基结构,包括矩形和三角形初始拓扑基结构,以指定的负泊松比值作为约束条件,以功能基元柔顺度最大化为目标函数,建立了任意... 基于拓扑优化方法,提出了设计具有任意负泊松比超材料及结构的功能基元拓扑优化法。针对功能基元的不同初始拓扑基结构,包括矩形和三角形初始拓扑基结构,以指定的负泊松比值作为约束条件,以功能基元柔顺度最大化为目标函数,建立了任意负泊松比超材料拓扑优化模型并求解。提取拓扑优化得到的功能基元最优构型,经周期性分布从而形成负泊松比结构。建立优化得到的超材料结构有限元模型,验算了功能基元的泊松比,计算分析了该超材料试件的静、动力学特性。结果表明,该负泊松比效应超材料试件具有较好的承载能力,且在中低频段有较好的减振效果。 展开更多
关键词 超材料 负泊松比 功能基元 拓扑优化 减振
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负泊松比蜂窝动态压溃行为的有限元模拟 被引量：18
13
作者 卢子兴 李康 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1237-1242,共6页
采用有限元数值模拟方法,研究了负泊松比蜂窝在不同冲击速度下的变形模式和能量吸收等动力学响应特性。数值模拟结果表明,在动态冲击下,负泊松比行为的产生机制与静态加载下一致,仍为孔壁的内凹和旋转,同时解释了交错排布的三角形和正... 采用有限元数值模拟方法,研究了负泊松比蜂窝在不同冲击速度下的变形模式和能量吸收等动力学响应特性。数值模拟结果表明,在动态冲击下,负泊松比行为的产生机制与静态加载下一致,仍为孔壁的内凹和旋转,同时解释了交错排布的三角形和正方形蜂窝在中低速冲击下所表现出的缩颈现象。此外,数值模拟结果还使我们对二维负泊松比多孔材料的动态力学性能和能量吸收性能有了一定的认识,也为进一步研究三维负泊松比泡沫材料的冲击行为奠定了基础。 展开更多
关键词 蜂窝 负泊松比 多孔材料 动态压溃 变形机制
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蜂窝结构力学超材料弹性及抗冲击性能的研究进展 被引量：18
14
作者 苏继龙 吴金东 刘远力 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期49-58,共10页
具有手性蜂窝结构的力学超材料是近年来发展起来的高性能工程材料,它具有轻质、高比刚度、负泊松比、结构参数可调以及力学性能稳定等优点。其不仅可以实现面内变形,面外承载的双重力学作用,还具有出色的隔振、吸声降噪以及控制弹性波... 具有手性蜂窝结构的力学超材料是近年来发展起来的高性能工程材料,它具有轻质、高比刚度、负泊松比、结构参数可调以及力学性能稳定等优点。其不仅可以实现面内变形,面外承载的双重力学作用,还具有出色的隔振、吸声降噪以及控制弹性波的传播等工程应用潜质,在智能结构、车辆船舶、航空航天等领域具有巨大的发展潜力。本文从其弹性和抗冲击两个力学性能方面进行综述。首先介绍并评述了近年来蜂窝结构力学超材料的面内杨氏模量、负泊松比特性以及面外剪切模量等弹性性能的理论分析研究进展。在抗冲击性能方面,从力学模型建立和有限元分析的角度出发,对手性蜂窝结构力学超材料在冲击载荷作用下的整体变形及其抗冲击性能的研究现状分别进行了评述。最后指出针对蜂窝结构力学超材料弹性及冲击性能的研究,可进一步建立内部韧带变形及力的传递力学模型以及深入探索冲击过程吸能机理等,以期为该类力学超材料内部韧带和节点环结构的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 蜂窝结构力学超材料 负泊松比 弹性性能 抗冲击性能
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仿生负泊松比拉胀内凹蜂窝结构耐撞性 被引量：18
15
作者 任毅如 蒋宏勇 +1 位作者 金其多 朱国华 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期308-318,共11页
基于自然界微观生物结构的启发,设计了1种新型仿生负泊松比拉胀内凹蜂窝(ARH),并对其耐撞性能进行数值模拟。结合竹子的梯度结构和椰子树的同心胞结构,提出了2种单向梯度和2种双向梯度同心ARH结构。梯度同心结构设计方法不仅可诱导结构... 基于自然界微观生物结构的启发,设计了1种新型仿生负泊松比拉胀内凹蜂窝(ARH),并对其耐撞性能进行数值模拟。结合竹子的梯度结构和椰子树的同心胞结构,提出了2种单向梯度和2种双向梯度同心ARH结构。梯度同心结构设计方法不仅可诱导结构渐进的冲击行为,而且因其较低的等效壁厚可改善其比吸能能力。与传统ARH结构相比,对仿生ARH结构的平台应力和吸能特性进行研究,并分析耦合压溃变形模式、收缩变形机理和负泊松比效应等来揭示结构的增强机理。结果表明:预测的耐撞响应和压溃变形模式与参考结果相似;相对传统的ARH,梯度同心ARH有更高的平台应力和比吸能,且平台应力的上升和压溃变形模式均呈梯度变化;梯度方向对压溃变形模式和各层变形顺序影响较大;双向梯度同心ARH比单向梯度同心ARH因耦合变形具有更高的吸能能力;同心胞数对蜂窝各层的收缩变形有较大影响。 展开更多
关键词 负泊松比 蜂窝结构 仿生设计 耐撞性 增强设计 梯度
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负泊松比可变弧角曲边内凹蜂窝结构的力学性能 被引量：17
16
作者 沈建邦 肖俊华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期2135-2141,共7页
在环形蜂窝结构的基础上,提出了一种具有负泊松比效应的可变弧角曲边内凹蜂窝结构。分析了刚架结构的弯曲内力,利用能量法给出了曲边内凹蜂窝结构的横/纵向等效弹性模量和等效泊松比的解析公式。当弧角为180°时,所提出的曲边内凹... 在环形蜂窝结构的基础上,提出了一种具有负泊松比效应的可变弧角曲边内凹蜂窝结构。分析了刚架结构的弯曲内力,利用能量法给出了曲边内凹蜂窝结构的横/纵向等效弹性模量和等效泊松比的解析公式。当弧角为180°时,所提出的曲边内凹蜂窝结构可退化为已有的环形蜂窝结构。所得解析解、已有理论解和有限元结果三者有较好的吻合度,表明了所提出方法的有效性。基于所得解析解讨论了微结构几何参数对等效弹性模量和等效泊松比的影响,研究结果表明:等效弹性模量受弧角的影响显著;等效泊松比受弧角、竖直壁板长度和两竖直壁板间宽度的影响较为明显,而受连接部分长度的影响不明显。 展开更多
关键词 负泊松比 曲边内凹蜂窝结构 可变弧角 等效弹性模量 等效泊松比
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负泊松比超材料和结构 被引量：17
17
作者 高玉魁 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期38-47,共10页
负泊松比超材料和结构具有优异的抗剪切性能、抗冲击性能、抗断裂性能、吸能隔振、渗透率可变性能、曲面同向性等力学性能,在航空航天、航海、机械自动化、生物医疗、国防军事、纺织工业等领域具有广泛的应用前景。本文从负泊松比超材... 负泊松比超材料和结构具有优异的抗剪切性能、抗冲击性能、抗断裂性能、吸能隔振、渗透率可变性能、曲面同向性等力学性能,在航空航天、航海、机械自动化、生物医疗、国防军事、纺织工业等领域具有广泛的应用前景。本文从负泊松比超材料和结构的变形机理出发,综述了内凹结构、旋转刚体结构、手性/反手性结构、纤维/节点结构、折纸结构、褶皱结构、弯曲-诱导结构、螺旋纱线结构等物理模型,这些模型具有广泛的适用性,可运用于轻质夹层板、流体输送、纱线等工程应用,有利于改善结构的使用性能。最后,本文对负泊松比超材料和结构未来的挑战和在航空航天、军事等领域的应用进行了展望,指出利用负泊松比逆转了正泊松比对单轴应力引起的体积和面积变化的补偿效应可有效改善发动机叶片、深空天线以及汽车吸能盒等关键构件的抗冲击性能等,以期为负泊松比超材料和结构的推广应用提供参考。 展开更多
关键词 负泊松比超材料 负泊松比 力学性能 变形机理 应用
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内凹-反手性蜂窝结构的面内动态压溃性能研究 被引量：17
18
作者 魏路路 余强 +1 位作者 赵轩 朱国华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期261-269,共9页
通过内凹六边形蜂窝与反手性蜂窝的结合得到一种内凹-反手性蜂窝(re-entrant anti-trichiral honeycomb,RATH)结构。利用显式动力有限元软件LS-DYNA对不同冲击速度和不同相对密度下内凹-反手性蜂窝的变形模式、抗冲击性能及拉胀性能进... 通过内凹六边形蜂窝与反手性蜂窝的结合得到一种内凹-反手性蜂窝(re-entrant anti-trichiral honeycomb,RATH)结构。利用显式动力有限元软件LS-DYNA对不同冲击速度和不同相对密度下内凹-反手性蜂窝的变形模式、抗冲击性能及拉胀性能进行了研究。结果表明,引入内凹结构可以显著增强中低速冲击时反手性蜂窝的局部“颈缩”现象,且在靠近内凹-反手性蜂窝的冲击端呈现出明显的“V形”变形带。与三边反手性蜂窝及传统蜂窝相比,内凹-反手性蜂窝的能量吸收性能更强,负泊松比效应更明显。基于一维冲击波理论,推导了内凹-反手性蜂窝的临界冲击速度和平台应力的经验公式。此外,讨论了冲击速度和胞壁厚度对平台应力及平台应变的影响。该研究将为混合变形机制拉胀蜂窝结构的设计提供新的思路。 展开更多
关键词 内凹-反手性蜂窝(RATH) 变形模式 平台应力 比吸能 负泊松比
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基于环形蜂窝芯结构的负泊松比机械超材料 被引量：16
19
作者 蒋伟 马华 +3 位作者 王军 王甲富 冯明德 屈绍波 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第13期1421-1427,共7页
可实现负泊松比效应的蜂窝材料拥有独特的力学性能,在变体机翼柔性蒙皮等应用中,有着良好的前景.本文采用机械超材料的设计方法,改进了传统蜂窝材料的结构单元设计,提出了一种新型环形负泊松比结构,并建立了相应的力学模型.运用能量法... 可实现负泊松比效应的蜂窝材料拥有独特的力学性能,在变体机翼柔性蒙皮等应用中,有着良好的前景.本文采用机械超材料的设计方法,改进了传统蜂窝材料的结构单元设计,提出了一种新型环形负泊松比结构,并建立了相应的力学模型.运用能量法研究了环形蜂窝芯结构的等效弹性模量与各结构参数之间的关系,建立了环形蜂窝芯在小形变范围内等效弹性模量的公式.通过有限元仿真,将理论计算结果与有限元计算结果进行对比,两者具有很好的一致性,验证了理论公式的正确性,对负泊松比机械超材料的设计与应用具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 机械超材料 等效弹性模量 负泊松比 有限元仿真 蜂窝芯
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负泊松比蜂窝夹层板的振动特性研究 被引量：14
20
作者 朱秀芳 张君华 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期309-315,共7页
研究了负泊松比蜂窝夹层板几何参数变化对板振动频率的影响,并得到了频率随泊松比的变化规律。在Reddy高阶剪切变形理论的基础上,利用Hamilton原理,推导出四边简支边界条件下的负泊松比蜂窝夹层板的偏微分运动方程。根据修正后的Gibson... 研究了负泊松比蜂窝夹层板几何参数变化对板振动频率的影响,并得到了频率随泊松比的变化规律。在Reddy高阶剪切变形理论的基础上,利用Hamilton原理,推导出四边简支边界条件下的负泊松比蜂窝夹层板的偏微分运动方程。根据修正后的Gibson公式,考虑了蜂窝胞元壁板的弯曲和伸缩变形,重新计算了蜂窝芯层胞元的等效弹性参数。利用Navier法,选择合适四边简支边界条件的模态函数,得出板的长厚比分别为0.01、0.05、0.10,芯厚比分别为0.80、0.85、0.90、0.95和蜂窝芯胞元倾角分别为-30°、-60°、0°、30°、60°等情况下系统的前五阶固有频率。研究结果表明,系统的固有频率随板的芯厚比、蜂窝芯胞元倾角、蜂窝芯壁厚与斜壁之比的增加都在减小,而随着板长厚比的增加而增加。分析了泊松比的变化对系统固有频率的影响,发现负泊松比蜂窝夹层板的固有频率要明显小于传统正泊松比蜂窝夹层板。本文所得结果对进一步研究系统的多模态共振具有指导意义,为负泊松比蜂窝夹层结构的工程应用在减振设计方面提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 负泊松比 蜂窝夹层板 固有频率 自由振动
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