蜂窩夾芯材料力學(xué)與介電性能研究.pdf

1、蜂窩夾芯是航空航天行業(yè)廣泛采用的輕質(zhì)材料，多用作三明治夾層結(jié)構(gòu)的芯材。作為現(xiàn)代飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用的新型材料，蜂窩夾芯同時(shí)具有優(yōu)良的力學(xué)性能和電磁性能。本文針對(duì)不規(guī)則蜂窩夾芯的力學(xué)性能和介電性能進(jìn)行了研究，得到了蜂窩胞元幾何參數(shù)對(duì)夾芯力學(xué)性能(等效彈性參數(shù))和電磁性能(等效介電常數(shù))的影響規(guī)律。本文主要工作如下： (1)根據(jù)歐拉梁模型，通過(guò)綜合考慮蜂窩胞壁彎曲、伸縮和剪切變形，推導(dǎo)了無(wú)限寬蜂窩夾芯等效彈性參數(shù)公式；并推導(dǎo)了考慮

2、蜂窩夾芯寬度的面內(nèi)豎向等效彈性模量公式，與Gibson公式及其修正公式相比，本文公式與文獻(xiàn)中鋁質(zhì)蜂窩夾芯壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為接近。 (2)通過(guò)考慮蜂窩夾芯寬度的影響，利用正交試驗(yàn)和有限元法(板殼單元)建立了4個(gè)影響因素與蜂窩夾芯等效彈性參數(shù)之間非線(xiàn)性映射關(guān)系的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)有限寬蜂窩夾芯等效彈性參數(shù)的預(yù)測(cè)。 (3)針對(duì)Gibson公式計(jì)算無(wú)限寬蜂窩夾芯面內(nèi)彈性模量的不足，采用均勻化方法分析了不

3、規(guī)則蜂窩夾芯等效彈性參數(shù)與胞元幾何參數(shù)的關(guān)系，在漸進(jìn)均勻化理論的基礎(chǔ)上，把均勻化方法與有限元法相結(jié)合求解夾芯等效彈性參數(shù)，通過(guò)A’NSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言建立了代表體元的周期邊界條件，用ANSYS有限元程序?qū)伟M(jìn)行求解，分析了胞元幾何參數(shù)對(duì)蜂窩夾芯等效彈性性能的影響規(guī)律。 (4)同時(shí)，還研究了蜂窩胞元的幾何參數(shù)對(duì)夾芯宏觀(guān)結(jié)構(gòu)的電磁性能的影響。采用高頻電磁有限元方法計(jì)算了電介質(zhì)蜂窩的等效介電常數(shù)。在蜂窩夾芯三個(gè)正交方向施加激勵(lì)得