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六边形金属蜂窝芯材是一种重要的缓冲材料,在包装、航空、交通、建筑、军事等领域有着广泛的应用。对于其性能的研究国内外主要集中在它的静态性能,而其动态性能的研究比较少。因此作为吸能材料即高速冲击载荷下的缓冲材料,研究其在异面冲击载荷下的缓冲性能与其结构参数和冲击速度的关系,具有十分重要的科学价值,并为其进行缓冲优化设计提供理论基础。本课题的主要研究工作如下:根据已有的六边形金属蜂窝静力学参数的公式,综合考虑变形的因素,采用壳单元的蜂窝结构进行模拟计算,系统总结了六边形金属蜂窝芯材的异面静力学理论,并建立基于单元阵列的有限元模型。建立了用于分析六边形金属蜂窝芯材异面冲击性能的有限元模型和对应的分析方法,并从变形模式、响应曲线和理论计算方面,验证了所建模型的可靠性。分别变化有限元模型的壁厚边长比、边长比和扩展角以及冲击速度的值,计算分析后得出六边形金属蜂窝芯材的异面动态峰应力以及单位体积密实化能量吸收与它们的关系。各结构参数固定时,六边形金属蜂窝芯材的异面动态峰应力(或单位体积密实化能量吸收)与冲击速度成二次曲线关系;冲击速度固定时,异面动态峰应力(或单位体积密实化能量吸收)与壁厚边长比成幂指数关系,与边长比成二次曲线关系,与扩展角近似成二次曲线关系。设计了六边形金属蜂窝芯材异面冲击分析前后处理器。前处理器用于生成六边形金属蜂窝芯材异面冲击分析的命令流文件,ANSYS LSDYNA执行该命令流文件后,对命令流文件所建立的模型进行模拟计算;后处理器是利用LSPREPOSTD软件对模拟计算结果进行初步处理后,得到冲击性能有关的各类曲线,显示曲线并拾取得到蜂窝体的峰应力、单位体积的密实化能量吸收等性能参数。