【正文】 雜導(dǎo)致蜂窩芯體的力學(xué)分析不太方便，即使到了近代有了計算機的幫助，有時因為蜂窩芯體的宏觀尺寸過大導(dǎo)致計算效率極低，也無法減少人們的工作量。本文的工作主要是利用有限元程序 Ansys 建立蜂窩芯體實際模型與等效模型，以有限元程序?qū)Φ刃Ａ康尿炞C結(jié)果為基礎(chǔ)，分析蜂窩實體模型與等效模型隨蜂窩芯體宏觀尺寸的變化對等效誤差的影響，并根據(jù)所得的誤差數(shù)據(jù)得等效誤差的變化規(guī)律，以及本文所建模型存在的問題。蜂窩結(jié)構(gòu)的等效模量計算與有限元仿真62022 年，周祝林“等用能量法導(dǎo)了蜂窩夾芯面內(nèi)等效彈性參數(shù)的下限與上限，并與試驗值進行了比較。2022 年 6 月，梁森等人利用有限元數(shù)值模擬技術(shù)，通過對不同材料、不同尺寸的正六邊形蜂窩夾芯彈性參數(shù)進行數(shù)值模擬，給出了芳綸紙面內(nèi)等效剛度和泊松比隨蜂窩夾芯幾何參數(shù)變化關(guān)系，他僅考慮了蜂窩胞元厚度，長度，高度對等效彈性系數(shù)的影響，未考慮孔壁夾角這一參數(shù)的影響。2022 年，王飛等人在彈性范圍內(nèi)，根據(jù)均勻化理論并結(jié)合有限元方法推導(dǎo)出適用于二維周期性結(jié)構(gòu)的均勻化的有限元格式(Homo FEM)，計算出不同相對密度下的規(guī)則蜂窩結(jié)構(gòu)的等效彈性模量和泊松比。但是在較大的相對密度情況下，Gibson 胞壁梁模型適用性缺乏客觀的實驗驗證，可以設(shè)想，與胞壁相連的胞棱或節(jié)點處的受力和變形具有與胞壁不同的特征，當(dāng)相對密度較大時，胞壁厚度和胞壁長度已可相比較，僅用梁模型來模擬蜂窩結(jié)構(gòu)中胞體的彈性變形行為有所欠缺。2022 年，Onck 等人利用理論方法研究了正六邊形蜂窩芯子尺寸(長度，厚度)與楊氏模量的關(guān)系。1991 年，北京大學(xué)的王穎堅認為 Gibson 公式中的剪切模量的推導(dǎo)沒有考慮蜂窩胞元壁梁截面的彎矩作用，通過在壁粱截面附加彎矩，重新推導(dǎo)了蜂窩結(jié)構(gòu)面內(nèi)等效剪切模量公式。對于蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的蜂窩芯層而言，由于受蒙皮層的約束，蜂窩壁板的伸縮變形的剛度并非小的可以忽略。在上世紀 80 年代，Gibson 提出胞元模型理論，他采用簡化的線彈性Bernoulli—Euler 梁模型，忽略胞壁在 X 和 Y 方向厚度不同，采用材料力學(xué)公式推導(dǎo)出等蜂窩結(jié)構(gòu)的二維等效彈性參數(shù)的解析式，稱之為 Gibson 公式。研究夾芯面內(nèi)力學(xué)性能的代表人物主要有 Aid 等，他們于 1979 年指出，蜂窩夾芯在載荷作用下，其楊氏模量和泊松比的等效計算是由于蜂窩壁彎曲變形的重要機理，同時分析了蜂窩壁屈曲和塑性特性。在理論分析和數(shù)值計算模型簡化簡化方面，比較有代表性的是 Allen 模型。在 60 年代前，研究工作的重點偏于蜂窩夾芯的等效、簡化方面上，使得能夠利用各種解析方法來分析各種幾何形狀簡單、規(guī)則的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。因此，鋁蜂窩夾層板在許多行業(yè)得到了大范圍應(yīng)用，尤其是在航空、航天以及軍工等行業(yè)的應(yīng)用更為廣泛。自由落球撞擊試樣凹痕直徑為 19mm~21mm，凹痕深度為2/kN2/kN~ mm，均未發(fā)現(xiàn)凹痕處有裂紋。夾層剪切力/k 2/k縱向為 ~ ，橫向為 ~ 。此外，由于蜂窩板的高度比面板厚度高出數(shù)倍，所以截面的慣性矩隨之呈 4 次方增大，結(jié)構(gòu)剛度高，具有良好的穩(wěn)定性和突出的抗壓、抗彎能力；(3)抗沖擊、減振性好。蜂窩鋁板的密度約為 300 ～400 ，質(zhì)量只占同體積普通鋁3/kgm3/kg板的 11％～14％；(2)強度高、剛性好。面板厚度通常為 0．8 mm～1 mm，面板與蜂窩通過高分子膠粘劑粘接制成。蜂窩在夾層結(jié)構(gòu)中起連接和支撐面板的作用。s difficult to mldel the honeyb core structrue with FiniteElement order to reduce the work in caculating and improve the efficenc during engineering,equivalent model theory came out.What have done in this paper are modeling the Honeyconb core sandwith structrue and the equivalent model with APDL(Ansys Programing Design Language),then analysis the changing macroscopic dimensions of Honeyconb core sandwith structrue how to impact the equivalent precision of equivalent models.Keywords: Honeyb core sandwith structure FiniteElement method Equivalent model目錄 1目錄第一章 緒論 ............................................................................................................3 蜂窩夾層材料的簡介 .....................................................................................3 蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀 .............................................................................4 本文的所做的工作 .........................................................................................6本章小結(jié) ................................................................................................................6第二章 蜂窩等效模量的推導(dǎo)與分析 ....................................................................7 概述 .................................................................................................................7 共性面性能能分析 .........................................................................................8 富明慧修正式 ..............................................................................................12 綜合考慮蜂窩壁板彎曲、伸縮、剪切的修正式 .......................................15 異性面等效模量分析 ...................................................................................19 對于蜂窩夾芯板的等效處理方法 ...............................................................23本章小結(jié) ..............................................................................................................24第三章 建模與分析 ............................................................................................26 有限元與 ANSYS簡介 .....................................................................................26 通用有限元程序 ANSYS..................................................................................27 有限元建模 ....................................................................................................28本章小結(jié) ..............................................................................................................31第四章 誤差分析 ..................................................................................................32 約束條件 .......................................................................................................32 等效誤差 .......................................................................................................34本章結(jié)論 ..............................................................................................................42第五章 全文總結(jié) ....................................................................................................45蜂窩結(jié)構(gòu)的等效模量計算與有限元仿真2第六章 結(jié)束語 ......................................................................................................47參考文獻 ..................................................................................................................49 第一章 緒論 3 第一章 緒論 蜂窩夾層材料的簡介鋁蜂窩夾層板由兩層薄而強的面板材料中間夾一層厚而輕的鋁蜂窩芯組成。本文所做的工作是利用有限元軟件以參數(shù)化建模方式建立蜂窩的實體模型和等效模型，在驗證蜂窩等效模量的精度同時改變蜂窩的實體模型和等效模型的宏觀尺寸，觀察蜂窩芯體的宏觀尺寸對蜂窩等效模量精度的影響，最后通過總結(jié)得到相應(yīng)的結(jié)論。摘要摘要蜂窩夾層結(jié)構(gòu)以其優(yōu)秀的強度比，剛度比和較好的隔熱隔震，耐沖擊性能，被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，如：航空航天，航海以及高速鐵路等。對蜂窩夾層的分析通常采用有限元分析進行，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)通常有蜂窩芯體與面板組成，分析時由于蜂窩芯體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有限元模模型不易建立，于是為了減少計算量、提高分析效率就有了蜂窩芯體等效模型。關(guān)鍵詞：蜂窩夾層結(jié)構(gòu) 有限元 蜂窩等效模量蜂窩結(jié)構(gòu)的等效模量計算與有限元仿真2ABSTRACT Honeyb core sandwith structrue is wildly useded in many field, such as space, airplane designing and highspeed railway consduction. Generally,Honeyb core sandwith structrue are engineered with FiniteElement method,but as we known Honeyb core sandwith structrue is plex whitch is consited of honeyb core and two panels,therefore,it39。面板一般采用鋁板制作，它是夾層結(jié)構(gòu)的主要受力部分。鋁蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)由上、下為面板，中間夾六角形、十字形、長方形、波條形、雙曲形或三角形等孔格的蜂窩狀芯材，蜂窩通常選用 mm～ mm 厚的鋁合金箔制造。與普通鋁板相比較，鋁蜂窩夾層板具有以下特點和良好力學(xué)性能：(1)重量輕、密度小。當(dāng)蜂窩板承受彎曲載荷時，當(dāng)上面板被拉伸的同時，則下面板被壓縮，通過蜂窩傳遞剪切應(yīng)力。鋁蜂窩夾層板具有較好的韌性和彈性，鋁蜂窩夾層板抗壓強度極限為 ~ 2/kNm，抗彎強度極限為 ~ ，抗壓剛度為2/kNm2/kNm2/k ~ ，抗彎剛度為 ~ 。拉伸剝離強度極限為 265kN~417 ?？梢姡X蜂窩夾層板在承受外載荷時，能吸收大部分能量，具有良好的減振效果。[5]蜂窩結(jié)構(gòu)的等效