双箭头负泊松比材料与结构抗冲击防护性能及应用

摘要

双箭头蜂窝(double arrowhead honeycombs,DAH)结构具有负泊松比特性,是力学超材料的一种。该研究采用有限元数值模拟对不同相对密度的DAH材料吸能特性进行分析,发现随着相对密度增加DAH材料的比吸能指标逐渐下降。通过建立DAH缓冲材料防护结构碰撞模型研究其在撞击刚性地面的过程中具有负泊松比的DAH对结构冲击能量的吸收及对内部物体动态响应的消减。结果表明,DAH缓冲材料能够吸收冲击过程中大量能量,使内部被保护物体动态响应幅值减小。同时,给出了不同相对密度DAH缓冲材料防护结构在碰撞时临界速度的确定方法。