采用VORONOI 模型研究多孔金属材料准静态力学特性

《采用VORONOI 模型研究多孔金属材料准静态力学特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第7期Vol.28No.7工程力学2011年7月July2011ENGINEERINGMECHANICS203文章编号：1000-4750(2011)07-0203-07采用Voronoi模型研究多孔金属材料准静态力学特性1,21*1康锦霞，王志华，赵隆茂(1.太原理工大学应用力学与生物工程研究所，太原030024；2.太原理工大学建筑与土木工程学院，太原030024)摘要：该文采用二维Voronoi随机分布模型研究了“真实”泡沫材料在准静态荷载作用下的力学特性。建立了不同规则度下Voronoi随机分布模型、在相对密度保持不变的情况下改变孔壁不均匀度的模型和在均匀孔壁厚度下删除不

2、同孔壁百分比等三种Voronoi模型。对这三种模型分别进行了准静态荷载作用下的有限元模拟分析。分析结果表明：不同不规则度下Voronoi模型应力-应变曲线不同于规则蜂窝材料的应力-应变曲线且弹性模量均比规则蜂窝多孔材料的弹性模量要大；弹性模量和平台应力随孔壁厚度不均匀度变化先增大后减小；弹性模量和平台应力随着删除百分比的增大逐渐而减小。关键词：多孔材料；Voronoi分布；弹性模量；平台应力；有限元分析中图分类号：TB301;TB383文献标志码：ASTUDYONTHEQUASI-STATICMECHANICALPROPERTIESOFCELLULARMETALUSINGVORONOIT

3、ESSELLATION1,2*11KANGJin-xia,WANGZhi-hua,ZHAOLong-mao(1.InstituteofAppliedMechanicsandBiomedicalEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;2.CollegeofArchitectureandCivilEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)Abstract:Themechanicalpropertiesof‘real’cellul

4、armetallicmaterialsunderthequasi-staticloadsareinvestigatedinthispaperusingofthe2DVoronoirandommodels.ThreekindsofVoronoirandommodelsaremodeledasfollows:TypeⅠwithdifferentirregulardegrees,TypeIIwithdifferentinhomogeneousdegreesbutkeepingthesamerelativedensity,andTypeIIIwiththeimperfectionsofconfi

5、gurationbutkeepingthesamerelativedensity.ThesethreeVoronoirandommodelsareanalyzedusingthefiniteelementmethod.Theanalysesresultsshowthatthestress-straincurvesofdifferentirregulardegreesaredifferentfromthoseofhoneycombcellularmaterialsandtheelasticmoduluioftheformerarebiggerthanthoseofthelatter.Wit

6、htheinhomogeneousdegreesincreasing,theelasticmoduluiandPlateaustressesincreasefirstlyandthendecrease.Withthedeletionpercentageratiosofcellwallsincreasing,theelasticmoduluiandPlateaustressesdecreasegradually.Keywords:cellularmaterials;Voronoitessellation;elasticmodulus;plateaustress;finiteelementa

7、nalysis———————————————收稿日期：2009-12-04；修改日期：2010-04-29基金项目：国家自然科学基金项目(90716005，10972153，10802055)；山西省自然科学基金项目(2007021005)；山西省留学回国人员科研项目和山西省青年学术带头人支持项目作者简介：康锦霞(1973―)，男，山西太原人，博士生，主要从事弹塑性结构动力学和新型材料力学性能研究(E-mail:kevinkjx@1