輕質(zhì)薄壁棱柱與多孔蜂窩材料平面外壓縮阻抗研究

輕質(zhì)薄壁棱柱和多孔蜂窩材料具有良好的力學(xué)和能量吸收性能，在工程實(shí)際領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本項(xiàng)目主要針對薄壁金屬棱柱和多孔蜂窩材料的平面外壓縮阻抗問題進(jìn)行了研究。通過將截面劃分為一系列的基本組成單元，針對不同連接數(shù)、不同角度、不同壁厚的基本單元建立軸向壓縮阻抗的理論分析模型，形成了較為系統(tǒng)化的復(fù)雜截面壓縮阻抗分析方法，并通過實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行了相關(guān)理論模型的驗(yàn)證。項(xiàng)目研究發(fā)現(xiàn)：對于連接數(shù)為2的角單元，實(shí)驗(yàn)證明Wierzbicki和Abramowicz理論在角度改變時(shí)的預(yù)測存在偏差，并修正了相關(guān)理論預(yù)測模型；對于連接數(shù)大于2的基本單元，板間角度均分截面時(shí)具有最大的壓縮阻抗；當(dāng)連接數(shù)逐漸增大時(shí)，基本單元中每塊板的能量耗散趨于某一極限，并建立了這一能耗極限的理論預(yù)測模型；通過與板基本單元進(jìn)行類比，對板殼基本單元的變形模式進(jìn)行了分類，并建立了板殼基本單元壓縮阻抗的簡化理論分析方法；對商業(yè)蜂窩進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究表明其結(jié)構(gòu)中的雙倍壁厚降低了角度對結(jié)構(gòu)壓縮阻抗的影響，表明了厚度與角度之間的耦合作用。通過本項(xiàng)目研究，揭示了軸壓后屈曲大變形條件下，輕質(zhì)薄壁棱柱和多孔蜂窩材料的各類基本單元的內(nèi)在塑性變形機(jī)理，建立了系統(tǒng)化的壓縮阻抗理論預(yù)測方法，為結(jié)構(gòu)的吸能設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。 2100433B

輕質(zhì)薄壁棱柱和多孔蜂窩材料具有良好的力學(xué)和能量吸收性能，在工程實(shí)際領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本項(xiàng)目針對薄壁金屬棱柱和多孔蜂窩材料的平面外壓縮阻抗問題，以截面的基本組成單元- - 角單元為主要研究對象，采用理論分析，數(shù)值模擬，試驗(yàn)驗(yàn)證及優(yōu)化設(shè)計(jì)相結(jié)合的研究方法，研究各類角單元在發(fā)生各種可能變形模式情況下的變形機(jī)理和能量吸收性能，分析主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對角單元變形模式的影響，建立理論分析模型并確定各角單元軸壓平均載荷的理論預(yù)測方法。項(xiàng)目預(yù)期將揭示軸壓后屈曲大變形條件下各類角單元的內(nèi)在塑性變形機(jī)理，建立復(fù)雜截面多胞棱柱與多孔蜂窩材料平面外壓縮性能的系統(tǒng)分析方法，獲得截面壓縮阻抗的最優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)律。項(xiàng)目的研究成果將為薄壁金屬棱柱和多孔蜂窩結(jié)構(gòu)的吸能設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

1.與正棱柱的區(qū)別

直棱柱包含了正棱柱。直棱柱是所有側(cè)棱垂直于底面的棱柱，而正棱柱是在直棱柱的條件上加了上下底面必須是正多邊形。

2.與斜棱柱的區(qū)別

直棱柱的所有側(cè)棱都垂直與底面且各棱相互平行，上下兩個(gè)面沿豎直方向平移可重疊。但是斜棱柱的側(cè)棱不垂直與底面，與底面成一定的夾角，各棱都相互平行，上下兩個(gè)底面沿豎直方向平移不可重疊。

斜棱柱：側(cè)棱不垂直于底面的棱柱叫做斜棱柱。斜棱柱的側(cè)面是平行四邊形，底面是多邊形，所有的側(cè)棱都平行且相等。

直棱柱：側(cè)棱垂直于底面的棱柱叫做直棱柱。直棱柱的側(cè)面是矩形，底面是多邊形，所有的側(cè)棱都平行且相等。

正棱柱：底面是正多邊形的直棱柱叫做正棱柱。正棱柱的側(cè)面是全等的矩形，底面是正多邊形，所有的側(cè)棱都平行且相等。

所以有上面的對比可以看出：直棱柱的所有側(cè)棱都垂直與底面且各棱相互平行，上下兩個(gè)面沿豎直方向平移可重疊，但是斜棱柱的側(cè)棱不垂直與底面，與底面成一定的夾角，各棱都相互平行，上下兩個(gè)底面沿豎直方向平移不可重疊。

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