仿生负泊松比拉胀内凹蜂窝结构耐撞性

基于自然界微观生物结构的启发，设计了1种新型仿生负泊松比拉胀内凹蜂窝（ARH），并对其耐撞性能进行数值模拟。结合竹子的梯度结构和椰子树的同心胞结构，提出了2种单向梯度和2种双向梯度同心ARH结构。梯度同心结构设计方法不仅可诱导结构渐进的冲击行为，而且因其较低的等效壁厚可改善其比吸能能力。与传统ARH结构相比，对仿生ARH结构的平台应力和吸能特性进行研究，并分析耦合压溃变形模式、收缩变形机理和负泊松比效应等来揭示结构的增强机理。结果表明：预测的耐撞响应和压溃变形模式与参考结果相似；相对传统的ARH，梯度同心ARH有更高的平台应力和比吸能，且平台应力的上升和压溃变形模式均呈梯度变化；梯度方向对压溃变形模式和各层变形顺序影响较大；双向梯度同心ARH比单向梯度同心ARH因耦合变形具有更高的吸能能力；同心胞数对蜂窝各层的收缩变形有较大影响。