不同增强方向的带支柱体心立方点阵及其填充结构的压缩力学性能分析

作     者：张武昆 赵剑 谭永华 高玉闪 王珺 韩子月 耿小亮 

作者机构：航天液体动力全国重点实验室 西安航天动力研究所 西安建筑科技大学机电工程学院 西北工业大学力学与土木建筑学院 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 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）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：航天先进制造技术研究联合基金(U1737205) 液体火箭发动机重点实验室开发基金(6142704210403,6142704220403,6142704220401) 

主　　题：力学性能 点阵结构 等效弹性模量 有限元仿真 填充结构 

摘      要：为研究不同增强方向的BCCZ点阵及其填充结构的压缩力学性能，制备了硅橡胶填充点阵结构试验件。通过试验和仿真方法研究了硅橡胶填充BCC1和BCC2（加载方向分别与BCCZ点阵的Z杆方向相同或垂直）两种点阵结构的压缩力学性能，并采用铁木辛柯梁理论和极限载荷法分析了两种BCCZ点阵结构的等效弹性模量和压缩平台应力。结果表明：提出的理论模型能够很好的预测两种点阵结构的等效弹性模量和压缩平台应力。经过填充后两种点阵结构的压缩强度和吸能性能均会得到增强，BCC2结构的增强效果更加显著。对BCC1点阵结构，填充提高了其内部杆件的承载力；而对BCC2点阵结构，填充减少了其“V型剪切带附近的杆件弯曲变形。随着点阵结构半径的增加，两种结构的吸能耦合因子均先增加后减小，而BCC1型结构的吸能耦合因子变化更明显。