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平面周期格栅结构的断裂韧性研究

邱信明  钱岳强  张雄  
【摘要】:高性能轻质量是目前工程界对结构的普遍要求,因此多功能轻质材料成为重要的研究对象。本文利用有限元的方法计算了三种平面周期格栅结构的断裂韧性:包括六角形蜂窝结构、Kagome结构和全三角结构。得到了三种结构Ⅰ型、Ⅱ型裂纹断裂韧性随相对密度和裂纹取向的变化关系,并给出在Ⅰ—Ⅱ型应力强度因子空间内的断裂轮廓线。变形时不同于全三角结构的拉伸主导,以及六角蜂窝结构的弯曲主导;Kagome结构变形过程中拉伸和弯曲同时起作用。且Kagome结构近似静定的性质使其裂尖附近出现较大的剪切变形带,分散了应力集中,故有更高的断裂韧性。此外Kagome结构还表现出对裂尖形貌的敏感性。

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