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多级蜂窝结构的力学性能分析与耐撞性能研究
| 论文题名： | 多级蜂窝结构的力学性能分析与耐撞性能研究 |
| 关键词： | 汽车材料;蜂窝结构;耐撞性能;力学性能;等效参数 |
| 摘要： | 目前轻量化和耐撞性已成为汽车行业重点研究的课题。为了在不增加车身质量的前提下满足汽车碰撞安全的要求，越来越多的超轻材料和超轻结构应用在车辆结构中。蜂窝结构是典型超轻结构，其中多级蜂窝结构具有优秀的力学性能和吸能特性，在车辆结构中具有巨大的应用前景。为此，本文针对多级蜂窝结构的力学性能和耐撞性能开展了一系列的研究。 （1）开展了基于边的一级蜂窝结构在面外载荷下的准静态压溃实验，建立了相应的有限元模型，通过实验结果与仿真结果的对比，验证了模型的准确性；最后对比了等质量的一级蜂窝结构与传统蜂窝结构的吸能特性，结果表明一级蜂窝结构在能量吸收上更具优势和潜力。 （2）研究了基于顶点的多级蜂窝结构在面外载荷下的耐撞性能。首先，建立有限元模型，并通过理论公式验证了模型的准确性；然后，基于六个耐撞性能评价指标，研究相对密度和边长比对耐撞性能的影响；最后，利用COPRAS评价方法对该结构的耐撞性能进行综合评价，结果表明该结构在高层级和小边长比下具有较好的耐撞性能。 （3）对仿生多级蜂窝结构面内等效参数进行研究。首先，推导出四种结构的相对密度公式；然后，基于准确的有限元模型，在不同边长比下研究了四种一级蜂窝结构的等效参数，结果表明小边长比下一级蜂窝结构表现出优秀的力学性能；最后，对四种高层级蜂窝结构的等效参数进行了分析，结果表明在高层级下P-P型和M-M型结构具有更好的力学性能。 （4）探究了迭代式一级蜂窝结构的等效参数和耐撞性能。首先，研究迭代式一级蜂窝结构的厚度比与面内等效参数的关系，结果表明小厚度比下一级蜂窝结构的力学性能较好；然后，对迭代式一级蜂窝结构在面外载荷下的耐撞性能进行研究，结果表明高相对密度和小厚度比下一级蜂窝结构具有更好的耐撞性能；最后进一步研究了在面内载荷下厚度比对结构耐撞性能的影响。 |
| 作者： | 徐成龙 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 孙光永 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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