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理学院邵俊华教授、张威博士团队在国际权威期刊上发表重要成果

发布者:理学院 编辑:陈孖川 发布时间:2023-11-06 浏览次数:

武科大网讯 近期,理学院邵俊华教授、张威博士团队在轻量化多孔材料/结构的冲击动力学领域取得重要进展,成果发布在该领域国际最权威的两个期刊《Thin-Walled Structures》和《Composite Structures》上,实现了我校该领域的重大突破。

团队创新提出了一种新型蜂窝超材料,在其力学性能表征研究中取得进展,研究成果以“On in-plane crushing behavior of a combined re-entrant double-arrow honeycomb”为题发表在力学领域国际权威期刊《Thin-Walled Structures》(IF:6.40,中科院力学一区期刊)上,张威老师为论文的第一作者,硕士生王慧玲为第二作者,理学院邵俊华教授和西安交通大学秦庆华教授为论文的共同作者。

团队通过将该新型蜂窝超材料应用到夹芯结构中,开展新型夹芯梁的三点弯曲响应与能量吸收机理研究,再获成果,以 “Three-point bending response and energy absorption of novel sandwich beams with combined re-entrant double-arrow auxetic honeycomb cores”为题发表在力学领域国际权威期刊《Composite Structures》(IF:6.30, 中科院一区Top期刊)上。该论文第一作者为硕士生王慧玲,第二作者为邵俊华教授,张威老师为论文的通讯作者。

负泊松比蜂窝超材料是一类具有优异力学性能的新型材料,在抗冲击领域展现了巨大的应用潜力。在常见的负泊松比蜂窝结构的基础上,改进结构形式是提高其力学性能的重要途径。该研究将传统的内凹六边形蜂窝与双箭头蜂窝相结合,提出了一种新型的内凹六边形-双箭头组合蜂窝(RDAH)。通过实验、数值模拟和理论分析对其变形失效模式和应力-应变响应进行了系统研究。结果表明,在不同的冲击速度下,RDAH具有三种典型的变形失效模式。基于变形失效模式,建立了低速和高速冲击下RDAH平台应力的理论模型,理论结果与有限元模拟结果吻合较好。同时,RDAH在不同加载方向上均表现出明显的负泊松比效应。当沿水平壁方向受到准静态加载和低速冲击时,可以观察到应力-应变曲线具有两个应力平台区。相比于传统的内凹六边形蜂窝(RH)结构,RDAH的能量吸收能力更好。

1 新型内凹六边形-双箭头组合蜂窝(RDAH设计

在新型蜂窝超材料夹芯结构的研究中,通过准静态三点弯曲试验获得了新型夹芯结构的变形失效模式和力-位移曲线,并基于实验验证建立了可靠的数值模型。通过实验和数值模拟讨论了加载位置、面板分布、胞壁厚度、冲击速度和胞元构型对夹芯梁承载能力和能量吸收能力的影响。与传统的内凹六边形蜂窝夹芯梁相比,该新型夹芯梁具有更好的抗弯性能和吸能能力。当前的研究可以为负泊松比蜂窝超材料/结构的设计和工程应用提供新策略。(理学院)

2 新型内凹六边形-双箭头组合蜂窝夹芯结构

附:

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.tws.2023.111303

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2023.117606


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