《表2 四种类型蜂窝材料的动力学参数》

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《非线性梯度胞元分布蜂窝材料的冲击力学响应》

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依据图4中各蜂窝材料在不同工况下的力学响应，其冲击动力学参数如表2所示。结合图4和表2可知，无论是规则蜂窝还是梯度蜂窝，其平台区应力随冲击速度增加而增加；同时，材料在冲压工况下的密实应变也满足该规律。通过对比可知，HH型蜂窝和FH型蜂窝在相同冲击工况下的密实应变和平台区应力均有所提高。本工作中非线性梯度蜂窝密实应变及平台区应力平均值较规则蜂窝和线性蜂窝提高约10%～30%。对于蜂窝材料而言，在相对密度不变的前提下（本工作中蜂窝材料的相对密度为0.375±0.004），通过改变胞元分布及蜂窝构型即可实现该类材料力学性能的优化，如平台区应力提高及密实应变增大等。由于“骨架”的存在，使得非线性梯度蜂窝的整体刚度得到明显提高；同时使该材料的密实过程由胞元塑性坍塌变形过渡为骨架屈服-胞元坍塌复合型变形。蜂窝“骨架”的引入极大地影响了该类材料的力学性能。这表明在材料的拓扑力学层面上，对材料拓扑结构进行优化设计可实现其构件服役性能的功能性改良。