铝蜂窝异面压缩吸能特性实验评估

(中南大学 交通运输工程学院 轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙，410075)

铝蜂窝是一种规整的二维周期排列复合结构。因其质量轻、吸能能力强、安装方便，现已广泛应用于吸能相关领域中。六边形铝蜂窝是目前为止最为普遍的一种，其异面加载与共面加载所体现的吸能性能差异明显[1]。国内外针对蜂窝吸能特性开展了很多的研究工作，就其冲击作用下的异面力学行为取得了相对可观的研究成果。Wierzbicki[2]首先研究了金属蜂窝的异面压缩力学性能， Gibson等[3]对蜂窝的结构与性能进行了详细阐述；Wu等[4−6]研究了蜂窝在准静态与低速冲击条件下的力学特性；Yamashita等[7]采用数值模拟与实验相结合的方法，分析了不同蜂窝结构的力学特性，得到了更广泛的研究成果。国内主要针对其理论模型及应用开展研究。Sun等[8]研究了规则蜂窝异面动态冲击平台力；王闯等[9]研究了铝蜂窝结构的冲击动力学性能，并利用简化的“Y”形胞元模型开展了与实验对应的数值模拟研究；王永宁等[10]基于壳单元建立了铝蜂窝大变形有限单元模型，对受异面动态加载下的铝蜂窝进行了数值模拟；罗昌杰等[11]基于Y型折叠单元推导了蜂窝的理论平台力。这些研究主要集中在蜂窝特性本身，且主要关心其力学属性，并未深入地比较吸能的相关特性。在此，本文作者基于准静态实验和台车动态撞击实验，对不同规格铝蜂窝试件开展吸能能力特性评估。

1 蜂窝结构特点及其吸能特性

商用铝蜂窝结构示意图如图1所示。……