手性蜂窝平面可展开结构的仿真分析与试验验证
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摘要
手性蜂窝结构是一种新型的、可实现负泊松比特征的蜂窝结构。手性蜂窝结构由中心节点以及与其相切连接的韧带有序的排列在一起。通过调整其韧带的长度和节点的半径,可以实现泊松比、面内杨氏模量、面外杨氏模量、剪切模量等参数的调整。与传统形式的可展开结构/机构相比,手性蜂窝结构可以通过韧带变形以应变能的形式储存能量,然后通过释放能量实现展开。这种展开方式不仅形式简单、可靠性高;同时展开后结构体可以实现较高的比刚度,并保持较好的型面精度。本文重点利用非线性有限元方法,对手性蜂窝平面结构的力学特性进行仿真分析,并采用不锈钢材料制备了手性蜂窝平面结构试验件。通过试验验证了仿真分析模型的有效性。相关研究成果可为手性蜂窝平面可展开结构的工程应用奠定基础。
引文