一種鋁蜂窩夾層結構仿真方法研究

李召富 馬龍 王萬靜 王曉軍

摘要：依據國家標準GB/T 1456—2005《夾層結構彎曲性能試驗方法》中相關規定選取鋁蜂窩夾層結構目標樣件及計算載荷工況，并進行樣件彎曲剛度數值計算。采用Sandwich夾芯板理論建立兩種樣件有限元模型，通過不同的修正系數對模型進行修正，驗證數值計算與仿真分析的吻合性。

關鍵詞：鋁蜂窩；仿真方法；夾層結構

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.07.089

1引言

鋁蜂窩板具有輕量化、高強度、高剛度、優良隔音性能、隔熱、阻燃、減震、吸能、電磁屏蔽等優點，目前已在軌道交通、國防軍事、航空航天、建筑建材等工程技術領域廣泛應用。鋁蜂窩材料具有各向異性等材料性能，材料性能與其結構尺寸有關，為縮短研究周期、降低試驗成本、增加結構可靠性，對鋁蜂窩板進行仿真分析研究，并與數值經驗公式進行對比，驗證仿真合理性。

2計算工況及邊界條件

依據國家標準GB/T 1456—2005《夾層結構彎曲性能試驗方法》中相關規定選取計算載荷工況，載荷施加與邊界條件見圖1，各個試樣的載荷選取依據《蜂窩地板三點彎曲試驗報告》，初始載荷為試樣破壞載荷的20%，30%，分別對每個試樣的Sandwich 4個模型進行計算，各試樣施加載荷情況參見表1。

3仿真建模參數

參照國標GB/T 1456—2005《夾層結構彎曲性能試驗方法》中相關規定，選取2種鋁蜂窩夾層結構試樣，其中圖2為試樣三維模型，圖3為夾層結構尺寸示意圖，試樣具體尺寸和相關材料參數見表2。

3.1等效方法

采用Sandwich夾芯板理論僅對夾芯層作了正交各向異性簡化，計算量小且容易實現，參數計算方法如下：