惯性效应对蜂窝能量吸收性能的影响

摘要

基于蜂窝在冲击荷载下胞结构的特殊变形机制,将蜂窝在冲击荷载下吸收的能量分解为3部分,即塑性铰所耗散的塑性功、胞壁的动能以及胞壁间相互碰撞所耗散的能量。通过探讨3部分能量之间的分配关系,分离出用于提高蜂窝承载力和能量吸收能力的有效因素,即惯性效应。该效应随冲击速度的增加和胞壁厚度比的减小而增强,并且由于惯性效应所增加的能量在耗散过程中又被平均分为两部分:一部分转换为胞壁的动能,另一部分在胞壁的碰撞过程耗散掉。该研究揭示了蜂窝在冲击荷载下的能量吸收机理,对蜂窝材料的设计具有一定的指导意义。