輕質薄壁棱柱與多孔蜂窩材料平面外壓縮阻抗研究結題摘要

輕質薄壁棱柱和多孔蜂窩材料具有良好的力學和能量吸收性能，在工程實際領域具有廣泛的應用前景。本項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、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)化的復雜截面壓縮阻抗分析方法，并通過實驗研究進行了相關理論模型的驗證。項目研究發(fā)現：對于連接數為2的角單元，實驗證明Wierzbicki和Abramowicz理論在角度改變時的預測存在偏差，并修正了相關理論預測模型；對于連接數大于2的基本單元，板間角度均分截面時具有最大的壓縮阻抗；當連接數逐漸增大時，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測模型；通過與板基本單元進行類比，對板殼基本單元的變形模式進行了分類，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)蜂窩進行的實驗研究表明其結構中的雙倍壁厚降低了角度對結構壓縮阻抗的影響，表明了厚度與角度之間的耦合作用。通過本項目研究，揭示了軸壓后屈曲大變形條件下，輕質薄壁棱柱和多孔蜂窩材料的各類基本單元的內在塑性變形機理，建立了系統(tǒng)化的壓縮阻抗理論預測方法，為結構的吸能設計提供了科學依據和理論指導。 2100433B

輕質薄壁棱柱和多孔蜂窩材料具有良好的力學和能量吸收性能，在工程實際領域具有廣泛的應用前景。本項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，數值模擬，試驗驗證及優(yōu)化設計相結合的研究方法，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理和能量吸收性能，分析主要結構參數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測方法。項目預期將揭示軸壓后屈曲大變形條件下各類角單元的內在塑性變形機理，建立復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)化設計規(guī)律。項目的研究成果將為薄壁金屬棱柱和多孔蜂窩結構的吸能設計提供科學依據。

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

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

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

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

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

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

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