X型内凹蜂窝结构的拉伸力学行为研究

作     者：王梁 刘海涛 WANG Liang;LIU HaiTao

作者机构：河北工业大学机械工程学院天津300401 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2020年第42卷第4期

页      面：896-900页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 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）] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11702079) 河北省优秀青年科学基金项目(A2017202107)资助 

主　　题：负泊松比 内凹蜂窝结构 力学性能 轻质结构 

摘      要：基于内凹机制,将星型和内凹六边形的微结构相结合,设计一种新型内凹蜂窝结构模型(简称X型结构)。针对该结构模型,给出了其相对密度,以达到轻量化的目的。采用有限元软件Abaqus对该结构进行轴向拉伸力学行为研究,得到了该结构的尖端内凹角、单元壁厚度、外夹角以及材料属性对等效弹性模量和泊松比的变化规律。数值结果表明:影响结构的重要因素是外夹角,随着外夹角在一定范围内的增加,使得其等效弹性模量和泊松比随之增大,在外夹角达到约67°时,该结构为零泊松比结构;当单元壁厚度越大,结构的负泊松比效应越明显,等效弹性模量也越来越大;当尖端内凹角越小,负泊松比效应越强。该研究结果可为新型负泊松结构的优化设计提供新的借鉴思路。