泡沫混凝土填充双箭头结构的准静态压缩性能

作     者：周宏元 郭春燕 王小娟 张宏 ZHOU Hongyuan;GUO Chunyan;WANG Xiaojuan;ZHANG Hong

作者机构：北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 北京理工大学爆炸科学与安全防护全国重点实验室北京100081 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2025年第42卷第1期

页      面：403-414页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52278477,52178096) 北京理工大学爆炸科学与安全防护国家重点实验室开放基金(KFJJ23-12M) 

主　　题：泡沫混凝土 双箭头结构 负泊松比 准静态压缩 变形模式 能量吸收 

摘      要：为提高三明治结构的力学和能量吸收性能,提出一种泡沫混凝土填充双箭头结构。制作双箭头结构并填充不同强度的低密度泡沫混凝土,通过试验得到准静态压缩下填充泡沫混凝土双箭头结构的变形模式、力学性能和能量吸收性能,并使用经试验验证的数值模型进一步分析了胞壁厚度与泡沫混凝土强度、胞元角度等重要因素对此填充结构压缩性能的影响。结果表明:双箭头结构可约束泡沫混凝土,双箭头结构和泡沫混凝土的合理匹配可有效利用两者间的相互作用,优化能量吸收性能。泡沫混凝土填充双箭头结构平均压缩强度的增量随填充泡沫混凝土强度的升高而升高,胞壁厚度为0.2 mm时,填充强度为0.46 MPa泡沫混凝土的结构比吸能最大;胞壁厚度为0.4 mm时,填充强度为1.02 MPa泡沫混凝土的结构比吸能最大。增加胞壁厚度可提高平均压缩强度的增量,提高比吸能。调整胞元角度,可实现对平均压缩强度增量和比吸能的调控。