极小曲面力学超材料抗冲吸能特性分析

作     者：程乾 尹剑飞 温激鸿 郁殿龙 Cheng Qian;Yin Jianfei;Wen Jihong;Yu Dianlong

作者机构：国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073 

出 版 物：《动力学与控制学报》 (Journal of Dynamics and Control)

年 卷 期：2023年第21卷第7期

页      面：43-50页

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2022YFB3806102) 国家自然科学基金资助项目(11991030,11991032,11991034,11872371) 

主　　题：力学超材料 三周期极小曲面结构 动态冲击 抗冲吸能特性 

摘      要：本文基于极小曲面结构构建了一类力学超材料,并研究了其准静态及动态力学特性.首先,通过对等效密度为30%、40%和50%的超材料样件进行准静态压缩试验,分析了不同等效密度下结构准静态力学特性变化规律,结果表明,结构模量及平台应力随等效密度的增长呈指数上升,其变化规律可用Gibson-Ashby模型进行精准拟合;其次,研究了不同冲击工况对极小曲面力学超材料动态力学特性的影响规律.根据动态力学特性影响因素及变化规律,分别构建了刚性-完美塑性-锁定模型和简化吸能特性预测模型,对冲击时的力学超材料强度及吸能特性进行预测.结果表明,基于三周期极小曲面的力学超材料具有良好的抗压抗冲吸能特性,且其动态力学性能可以通过建立的模型进行精确预测,为高性能防护结构设计提供了理论基础.