金字塔金属点阵夹芯结构的制备及力学性能研究

摘要

点阵夹芯结构具有优异的比强度和比模量，芯子中较大的孔隙率为其在多功能方面的应用奠定了基础，因此近年来受到国内外科研工作者的广泛关注。金属点阵夹芯结构因其耐高温和材料性能比较稳定，因此具有更广泛的应用环境背景。针对已有金字塔型点阵夹芯结构，本文提出了三种改进型金字塔点阵夹芯结构。采用切割-嵌锁组装-钎焊工艺成功制备了四种金字塔型金属点阵夹芯结构，并通过实验和有限元方法对其进行了剪切、三点弯曲和侧压性能研究。
　　首先，利用有限元分析软件Abaqus对四种金字塔点阵夹芯结构进行建模，计算了不同面板厚度、芯子组装嵌片厚度点阵夹芯结构的剪切刚度、弯曲刚度和侧压极限屈曲载荷，分析了面板厚度和芯子嵌片厚度的变化对四种点阵夹芯结构三种力学性能的影响，同时比较了不同拓扑构型点阵夹芯结构在三种力学性能上的优劣。然后，利用线切割嵌锁组装和钎焊工艺制备304不锈钢材质的四种金属金字塔型点阵夹芯结构。最后，对制备的点阵夹芯结构进行了剪切和三点弯曲实验，分析了实验过程中夹芯结构的变形形态和失效模式，通过实验得到的数据计算了四种金字塔点阵夹芯结构的剪切刚度和弯曲刚度，实验上比较了不同拓扑构型点阵夹芯结构的剪切和弯曲力学性能，并与之前有限元数值计算结果进行了对比。

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第1章 绪 论

1.1课题来源及研究的目的和意义

1.2国内外在该方向的研究现状及分析

1.3本文的主要研究内容

第2章 金字塔点阵夹芯结构力学性能的数值模拟

2.1 引言

2.2 有限元模型

2.3 剪切性能

2.4 三点弯曲性能

2.5 侧压性能

2.6 本章小结

第3章 金字塔金属点阵夹芯结构的制备

3.1 引言

3.2 芯子制备

3.3面芯连接

3.4 本章小结

第4章 金字塔型金属点阵夹芯结构的剪切和三点弯曲实验

4.1 引言

4.2 剪切性能测试

4.3 三点弯曲性能测试

4.4 本章小结

结论

参考文献

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