基于高频动态特性的点阵结构损伤识别研究*

冯 侃， 陆蕾玲， 夏 雨， 周天瑜， 赵 倩， 励 争

（1.江苏大学土木工程与力学学院 镇江，212013） （2.北京大学工学院 北京，100871）

引 言

近年来，点阵夹芯结构作为一种具有超轻质、高比强度、高比刚度、超强韧等性能新型多功能材料，广泛应用于航空航天、交通运输、国防军事等领域。点阵材料是微结构有序的多孔新型复合材料，包括2 维和3 维点阵材料，2 维点阵材料主要由多边形进行2 维排列，在第三方向拉伸成棱柱，如蜂窝材料等，3 维点阵材料则由杆、板等元件按一定规则重复排列构成空间框架结构。作为典型的多孔材料，点阵材料的密度远低于传统固体材料，采用点阵复合夹芯结构比相同性能的传统金属结构质量轻70%［1］。

点阵夹芯结构是理想的抗爆炸、弹道冲击的轻质结构材料［2］。点阵多孔夹芯结构在冲击荷载下，在内部会产生塑性变形，此动态失稳便可转化为热能，同时吸收掉大部分的冲击能量，对其起到防护的作用［3］。利用点阵夹芯结构来代替现有的军事装甲结构便可在保证强度一定时减轻重量并有效提高结构对弹道和爆炸冲击的保护，目前大多数研究均着重于结构的动态响应弹道冲击和爆炸产生的冲击波的冲击。Goldsmith 等［4］通过一系列准静态和弹道冲击实验，研究了铝蜂窝夹芯结构的变形和破坏机制并给出了几种典型的蜂窝夹芯板的弹道冲击极限。Skvortosov 等［5］从能量守恒角度出发，在描述夹芯结构弯曲和剪切变形的两个微分方程的基础上，建立了处理弹道冲击中能量分配的解析模型。……