内凹-星型三维负泊松比结构设计及冲击吸能特性

来源：振动与冲击杂志2024年第6期北京时间：

作者：王玮婧,，张伟明，郭孟甫，杨金水，马力

单位：1.哈尔滨工程大学青岛创新发展基地，山东青岛266000；2.哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所，哈尔滨150001；3.北京航天发射技术研究所，北京100076

摘要：负泊松比结构因其反常的变形机制在缓冲吸能领域具有可观的应用前景。本文设计并表征了一种参数可调的新型负泊松比结构。采用理论和数值模拟相结合的研究手段，系统地研究了结构的静/动态力学性能和吸能特性。研究结果表明：新结构具有较好的力学性能和参数可调性。在静态压缩条件下，新型蜂窝结构具有更高的刚度和更优异的吸能性能，其比吸能值是内凹型蜂窝结构的2.64倍，是星型蜂窝结构的3.89倍。在动态冲击条件下，内凹-星型结构的吸能性能在低速时优于两种传统蜂窝结构（内凹和星型），在中高速时其吸能优势有所退化，与内凹型蜂窝结构相当，但远高于星型蜂窝结构。

关键词：负泊松比结构；能量吸收；力学性能；有限元