【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测试固体材料强度特性，具体涉及一种调控蜂窝结构力学性能的方法。
技术介绍
1、蜂窝结构在结构设计层面的自由度较高，因而成为研究最为广泛的多孔结构。典型的“结构型”蜂窝主要指夹层板蜂窝结构，结构型蜂窝的通透方向与夹层板垂直，从而使蜂窝材料全部用于抵抗剪切力，大幅增强了结构型蜂窝的承载性能。
2、现有技术中，结构型蜂窝的研究方向具有多个分支，例如金属蜂窝的动力学响应和冲击损伤、金属蜂窝的压缩、弯曲以及吸能性能、几何形状与夹芯结构对横向剪切刚度的影响、金属蜂窝的破碎分析和热塑性分析等，上述各分支所研究的蜂窝结构均是基于填充完成的“成品”蜂窝。成品蜂窝无法对现有蜂窝结构的力学性能进行调控，也无法预测相似结构或相似材料的力学性能变化趋势。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本申请提供了一种调控蜂窝结构力学性能的方法，可基于在先设计的蜂窝结构对后续蜂窝结构的力学性能进行按需调控，或预测相似结构或相似材料的力学性能变化趋势。
2、本申请的技术方案如下：
3、一种调控蜂窝结构力学性能的方法，包括以下步骤：
4、本方法基于夹层板结构的结构型蜂窝实现，结构型蜂窝中蜂窝的通透方向垂直于夹层板平面；在调控蜂窝结构的力学性能前，须确定蜂窝结构调控后的目标值，基于结构型蜂窝调控其力学性能的方法具体如下：
5、s01）确定蜂窝结构和蜂窝的几何参数及几何形状；
6、s02）基于蜂窝的几何形状计算蜂窝的几何形状的内接圆，该内接圆为
7、s03）参照蜂窝结构在通透方向的延伸长度，确定填充物的在蜂窝结构的通透方向的填充长度，延伸长度与填充长度相等；
8、s04）以无填充、全填充、半填充以及界限填充的形式向蜂窝结构中填充填充物，分别得到无填充蜂窝结构、全填充蜂窝结构、半填充蜂窝结构以及界限填充蜂窝结构；
9、无填充定义为填充率为0%的填充形式；
10、全填充定义为填充率为100%的填充形式；
11、半填充定义为向蜂窝结构中均匀填充，直至填充率接近50%的填充形式；
12、填充界限定义为一填充物在所有填充规则下必然出现与另一填充物紧邻的最小填充率的填充形式；
13、填充率定义为填充物的数量与全部可填充的蜂窝的数量的比值乘100%；
14、s05）分别对无填充蜂窝结构、全填充蜂窝结构、半填充蜂窝结构以及界限填充蜂窝结构进行沿填充物轴向的压缩试验，绘制无填充蜂窝结构、全填充蜂窝结构、半填充蜂窝结构以及界限填充蜂窝结构进行压缩试验后所得出的荷载-位移曲线；
15、s06）荷载-位移曲线中依据位移增长可依次分为弹性段及平台段，
16、弹性段定义为荷载-位移曲线中荷载随位置变化呈线性增长的阶段；
17、平台段定义为荷载-位移曲线开始出现非线性的阶段；
18、在荷载-位移曲线中提取并计算无填充蜂窝结构、全填充蜂窝结构、半填充蜂窝结构以及界限填充蜂窝结构在荷载位移曲线中的荷载峰值及平台段所对应的平台段荷载均值；
19、s07）分别计算全填充蜂窝结构、半填充蜂窝结构以及界限填充蜂窝结构的平台段荷载均值相较于无填充蜂窝结构的平台段荷载均值的提升幅度，并以填充物的数量为纵坐标，提升幅度为横坐标拟合蜂窝结构力学性能调控图；
20、s08）基于蜂窝结构力学性能调控图，根据已填充的填充物数量计算与目标值的差值，并依据蜂窝结构力学性能调控图增加/减少填充物数量。
21、进一步地，所述蜂窝结构的几何参数包括：蜂窝边长、完整蜂窝的个数、开口深度。
22、进一步地，所述填充物为橡胶材料。
23、进一步地，所述步骤s04）中的填充形式还包括均匀分散填充，所述均匀分散填充定义为填充物在蜂窝结构中以均匀且分散的填充规则，使填充率近似达到界限填充的二分之一的填充方式。
24、进一步地，所述步骤s04）中半填充形式包括隔行填充及隔列填充；
25、隔行填充是在蜂窝结构的列方向上间隔填充填充物；
26、隔列填充是在蜂窝结构的行方向上间隔填充填充物。
27、进一步地，所述步骤s04）中界限填充形式在满足填充规则的条件下与填充位置无关。
28、进一步地，所述步骤s08）中依据蜂窝结构力学性能调控图增加/减少填充物数量时，不考虑所增加/减少填充物的填充位置。
29、由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果如下：
30、1.本专利技术改变了传统蜂窝结构的填充方式，本专利技术依据蜂窝的具体形状向蜂窝中填充内接圆形式的填充物，便于填充物的取出以在性能无法满足是调换填充形式。
31、2.本专利技术通过设计至少四种不同的填充形式，通过压缩试验拟合出调控蜂窝结构力学性能的荷载-位移曲线，用户可根据荷载位移曲线通过改变填充率的方法来获取所需的具体蜂窝结构。
32、3.本专利技术可基于所拟合的荷载-位移曲线预测相似结构或相似材料的力学性能变化趋势，以使蜂窝结构的设计更加合理、经济。
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1.一种调控蜂窝结构力学性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种调控蜂窝结构力学性能的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种调控蜂窝结构力学性能的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种调控蜂窝结构力学性能的方法，其特征在于，
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【技术特征摘要】
1.一种调控蜂窝结构力学性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种调控蜂窝结构力学性能的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的一种调控蜂窝结构力学性能的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的一种调控蜂窝结...
【专利技术属性】
技术研发人员：项春平，邵文龙，吴涛，杨斌照，赵鹏程，邹炳瑞，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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